P2 de Física 2 da USP - 2022

Uma corda de comprimento e densidade , com ambas as extremidades fixas, oscila no quarto harmônico de uma onda estacionária de acordo com a seguinte equação:

onde numa das extremidades da corda ( é dado em metros e em segundos).

Qual o comprimento da corda?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um bloco de massa , preso a duas molas idênticas, com comprimentos naturais iguais a e constantes elásticas iguais a , estão dentro de um recipiente com um líquido, cujo coeficiente de atrito viscoso vale . Uma força harmônica de amplitude e frequência angular atua sobre o bloco ao longo da direção horizontal. O atrito entre o bloco e o fundo do recipiente é desprezível. Usando o referencial da figura, determine:

A frequência natural de oscilação, , do sistema vale:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um bloco de massa , preso a duas molas idênticas, com comprimentos naturais iguais a e constantes elásticas iguais a , estão dentro de um recipiente com um líquido, cujo coeficiente de atrito viscoso vale . Uma força harmônica de amplitude e frequência angular atua sobre o bloco ao longo da direção horizontal. O atrito entre o bloco e o fundo do recipiente é desprezível. Usando o referencial da figura, determine:

A expressão da força elástica que as molas exercem sobre o corpo, pode ser escrita como:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um bloco de massa , preso a duas molas idênticas, com comprimentos naturais iguais a e constantes elásticas iguais a , estão dentro de um recipiente com um líquido, cujo coeficiente de atrito viscoso vale . Uma força harmônica de amplitude e frequência angular atua sobre o bloco ao longo da direção horizontal. O atrito entre o bloco e o fundo do recipiente é desprezível. Usando o referencial da figura, determine:

A solução da equação de movimento no regime estacionário, em função de , considerando :

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Considere um sistema mecânico de massa no regime de amortecimento fraco na presença de uma força externa , cuja curva de ressonância, com , é apresentada na figura:

A constante de viscosidade vale:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Considere um sistema mecânico de massa no regime de amortecimento fraco na presença de uma força externa , cuja curva de ressonância, com , é apresentada na figura:

O valor da força externa vale:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Considere um sistema mecânico de massa no regime de amortecimento fraco na presença de uma força externa , cuja curva de ressonância, com , é apresentada na figura:

Determine o fator de qualidade do sistema:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

8. Uma corda de comprimento e densidade , com ambas as extremindades ficas, oscila no quarto harmônico de uma onda estacionária de acordo com a seguinte equação:

Onde numa das extremindades da corda ( é dado em metros e em segundos).

Qual deve ser a tensão aplicada na corda para que ela oscle no segundo harmônico?

OBS: Adote que o valor de não se altera.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

10. Duas ondas se propagam no mesmo sentido e com a mesma amplitude formando o padrão de batimento mostrado na figura abaixo. Considere , e .

A velocidade de grupo, , vale:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

9. Duas ondas se propagam no mesmo sentido e com a mesma amplitude formando o padrão de batimento mostrado na figura abaixo. Considere , e .

Os valores de e para as duas ondas podem ser escritos como:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

11. Duas ondas se propagam no mesmo sentido e com a mesma amplitude formando o padrão de batimento mostrado na figura abaixo. Considere , e .

A velocidade de fase, , vale:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)