PSUB de Física 2 da USP - 2015

Você está parado em , ouvindo um som que é emitido com freqüência . A Figura abaixo representa a frequência ouvida durante um intervalo de segundos.

Qual das alternativas abaixo descreve a fonte sonora?

A fonte se move da esquerda para a direita e passa por você em .

A fonte se move da direita para a esquerda e passa por você em .

A fonte se move em sua direção, mas não o alcança. Depois ela inverte seu sentido de propagação em .

Ela se distancia de você até . Depois inverte seu sentido de propagação e passa a se mover em sua direção, mas não o alcança.

A fonte está em repouso.

Considere um sistema bloco-mola que está ligado verticalmente a um teto, o qual pode ser instala do em diferentes planetas. Seja e a posição de equilíbrio e frequência angular de oscilação do sistema bloco-mola, respectivamente, no caso do teto ser instalado na Terra. Por outro lado, e são as mesmas quantidades no caso do teto ser instalado em Marte. A aceleração da gravidade em Marte é aproximadamente vezes menor que na Terra. Pode-se dizer que:

Nenhuma das anteriores.

O gráfico da Figura abaixo mostra a aceleração de uma partícula que executa um movimento harmônico simples. Seja a amplitude do movimento, pode-se dizer que:

No ponto a partícula está na posição e no ponto a partícula está na posição

Nos pontos e a velocidade da partícula é nula.

No ponto a velocidade da partícula é negativa.

No ponto a partícula está na posição .

No ponto a partícula está entre e .

Uma onda senoidal é produzida em uma corda comum a densidade linear . Enquanto a onda se propaga, a energia cinética dos elementos de massa ao longo da corda varia. A Figura abaixo mostra, em um certo instante, a taxa de energia cinética em função da distância ao longo da corda. A Figura abaixo é semelhante, exceto pelo fato de que esta mostra a taxa em função do tempo para um dado elemento de massa situado em um certo ponto. Nos dois casos, a escala do eixo vertical é definida por . Qual é a amplitude da onda expressa em metros?

Duas cordas e possuem o mesmo comprimento e a mesma densidade linear, mas a corda está submetida a uma tensão maior que acorda . A figura abaixo mostra quatro situações, de a , nas quais existem ondas estacionárias nas duas cordas.

Em que situação existe a possibilidade de que as cordas e estejam oscilando com a mesma frequência natural?

Situação .

Situação .

Situação .

Situação .

Em nenhuma das situações existe a possibilidade de que as cordas e oscilem com a mesma freqüência natural.

As partículas e da Figura abaixo estão ligadas uma à outra bem como a paredes verticais através de molas, todas elas de constante elástica . As partículas e estão fixadas nas paredes e não podem se movimentar. Inicialmente, as partículas (todas elas de massa ) estão na posição de equilíbrio, com as molas tendo um comprimento (que coincide com o comprimento natural). Aplica-se à partícula uma força horizontal , fazendo o sistema oscilar longitudinalmente. Seja , com o deslocamento da partícula em relação à posição de equilíbrio. Ao oscilar, cada partícula experimenta uma força de arrastro do ar proporcional à sua velocidade, sendo a constante de proporcionalidade.

PARTE I

Obtenha as equações que descrevem o movimento do sistema da Figura .

Obtenha as equações do movimento para as coordenadas normais e identifique-as freqüências naturais desses modos.

Obtenha a solução para as coordenadas normais (não é necessário especificar condições iniciais).