Questões de Movimento Harmônico (Física)

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Durante uma aula sobre acústica, o professor explica que dois instrumentos musicais diferentes, como um violino e uma flauta, podem tocar a mesma nota musical (mesma frequência fundamental) com a mesma intensidade, mas ainda assim produzir sons que o ouvinte percebe como distintos. Esse fenômeno é estudado a partir das qualidades fisiológicas do som. Assinale, a seguir, a diferença percebida entre os sons do violino e da flauta.

  • A A frequência fundamental do som produzido, que é maior no violino em comparação à flauta.
  • B A velocidade de propagação do som no ar, que varia conforme o instrumento musical utilizado.
  • C A amplitude maior do som produzido pelo violino em relação à flauta, resultando em intensidades distintas.
  • D O timbre, que depende da combinação e da intensidade relativa das frequências harmônicas produzidas por cada instrumento.

A engenharia de pontes avançou, significativamente, após eventos como o colapso da Ponte Tacoma Narrows, em 1940, causado por oscilações perigosas que não foram devidamente previstas.


Imagem não encontrada


Fonte: Public Domain. Disponível em: https://www.sohu.com/a/127174005_455225.


Tais incidentes levaram ao uso do modelo de oscilador harmônico simples para estudar e compreender o comportamento dinâmico de sistemas massa-mola em estruturas como cabos de pontes. Durante testes de resistência realizados nos cabos de uma ponte moderna, os engenheiros modelaram um sistema massa-mola ideal para analisar o comportamento vibratório. Esse sistema é composto por:


• Uma massa m = 50Kg. 

• Uma mola com constante elástica K = 4000 N/m.


A massa é inicialmente deslocada de sua posição de equilíbrio, ao ser solta, inicia um movimento oscilatório simples. Com base nas condições fornecidas, determine o valor da frequência angular (ω) das oscilações desse sistema, expressa em radianos por segundo.


Considere: Imagem não encontrada

  • A 5,49 rad/s.
  • B 9,23 rad/s
  • C 8,94 rad/s.
  • D 4,04 rad/s.

Um rádio transmissor apresenta potência de transmissão de 10dBm e possui uma antena com ganho de 3 dB.

Desconsiderando as possíveis perdas internas, assinale a opção que indica o valor que melhor se aproxima da potência na saída da antena transmissora.

  • A 10W.
  • B 13mW.
  • C 13W.
  • D 20mW.
  • E 20W.

Os osciladores harmônicos quando submetidos a forçamentos harmônicos, em regime permanente, respondem com mesma frequência da excitação. Porém, a amplitude depende intimamente da relação entre a frequência natural do sistema (wn) e a frequência do forçamento (w).

Com relação à resposta de osciladores harmônicos a forçamentos também harmônicos, a razão de amplificação da excitação forçada 

  • A tende a zero caso a frequência natural seja muito menor do que a frequência de excitação (w/wn>>3).
  • B tende ao infinito caso w/wn=1, independentemente do fator de amortecimento (≀).
  • C é unitária quando w/wn=6/5 , independentemente do fator de amortecimento (≀).
  • D é mínima quando  w/wn =1.
  • E é nula quando w=0.

Uma corda tensa de 20 cm de comprimento, com as duas extremidades fixas, é posta a vibrar com uma frequência de 60 Hz de modo a formar 6 nodos e 5 ventres. De acordo com a situação descrita, a velocidade de propagação dessa onda, em m/s, corresponde a:

  • A 1,2
  • B 2,4
  • C 3,6
  • D 4,8