Questões de Movimento Harmônico (Física)

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Um corpo pendurado na extremidade de uma mola ideal executa um movimento harmônico simples na direção vertical em torno da sua posição de equilíbrio estático. Durante esse movimento, os valores das acelerações aE e aB desse corpo, ao passar, respectivamente, pela posição de equilíbrio e pelo ponto mais baixo da sua trajetória, são:

  • A aE = 0; aB = 0
  • B aE ≠ 0; aB = 0
  • C aE = 0; aB ≠ 0
  • D aE ≠ 0; aB ≠ 0

Considere uma pessoa de 100 kg que salta do Macau Tower na China, o maior “bungee jumping” comercial do mundo. O salto é realizado de uma altura de 233m do solo (posição 1), tendo um tempo de queda-livre 4,0s de até atingir a posição 2, onde inicia a deformação da corda. A seguir, após percorrer uma distância d , ele atinge a menor altura (posição 3) 53 m a do solo com a corda deformada ao máximo, como pode ser observado na figura que segue.

Considere a corda com massa desprezível e perfeitamente elástica. Despreze o atrito com o ar, os efeitos dissipativos e a altura da pessoa. Também adote como zero o valor da velocidade da pessoa no início da queda e g= 10,0 m/s² . Com base no movimento de queda da pessoa no “bungee jumping”, analise as afirmativas:
I. O tamanho natural da corda (sem distensão) é de 80m . II. Na posição 2 a pessoa terá máxima velocidade escalar durante a queda. III. A constante elástica da corda é menor que 40N/m . IV. No ponto mais baixo atingido pela pessoa a força peso é igual à força elástica da corda.
Assinale a alternativa CORRETA

  • A Apenas as afirmativas II, III estão corretas.
  • B Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
  • C Apenas as afirmativas II e IV estão corretas.
  • D Apenas as afirmativas I, II e III estão corretas.

Um bloco de massa m está ligado a uma mola ideal, com constante elástica k. O sistema oscila como um oscilador harmônico simples, que obedece à equação do período de oscilação. Uma extremidade da corda é presa ao bloco, sem prejudicar o movimento do sistema, enquanto a outra é fixada em um anteparo. Devido ao movimento do bloco, uma onda com velocidade de propagação v e comprimento de onda λ se forma na corda.

Considerando que a figura a seguir ilustra esse sistema, em um determinado instante é CORRETO afirmar que:

  • A quanto maior for o valor de k, menor será o valor do comprimento de onda λ.
  • B quanto maior for o valor de k, menor será o valor da velocidade de propagação da onda v.
  • C quanto maior for o valor de v, menor será o valor da frequência de oscilação da onda.
  • D quanto maior for o valor de k, menor será a oscilação da onda longitudinal.

Quando médicos da organização "Médicos Sem Fronteiras" trabalham em campo, em muitas ocasiões eles precisam improvisar dispositivos para poderem realizar suas atividades. Improvisando uma balança para a pesagem de bebês, um médico pendura uma mola de aço em um suporte de madeira. Ele, então, “calibra” a balança improvisada pendurando na mola um número crescente de pacotes de 1,00 kg de arroz, somando uma massa total M, e registra a deformação correspondente (y) causada na mola. O gráfico abaixo mostra os resultados obtidos nas medições. Usando esta “balança” para pesar um bebê, a deformação observada na mola é y = 2,00 cm. Supondo que a mola é ideal, calcule a massa deste bebê.

  • A 1,75 kg
  • B 2,00 kg
  • C 2,75 kg
  • D 3,00 kg
  • E 2,50 kg

Os tempos estão mudando, a beleza já não segue um único padrão, e os concursos de Miss Mundo afora são exemplos disso. A participação de uma candidata com a prótese de perna no concurso de Miss Itália 2018 foi o retrato dessa diversidade.
Disponível em: <https://istoe.com.br/conheca-as-finalistas-do-miss-italia-2018/>. Acesso em: nov. 2018.
A figura representa o modelo de um oscilador massa-mola, que é composto por uma mola com constante elástica k de massa desprezível e um bloco de massa m, apoiado em uma superfície horizontal, que fundamenta um dos princípios de funcionamento de uma prótese para membros inferiores, pois o movimento oscilatório que surge do ato de caminhar e das forças restauradoras que tendem a trazer ou manter o sistema em determinado estado ou posição assemelha-se ao do oscilador harmônico.
Sobre o comportamento do oscilador harmônico simples, desprezando-se o atrito do bloco com a superfície de apoio, é correto afirmar:

  • A O bloco mantido em repouso não sofre a ação de forças.
  • B A força que atua sobre o bloco quando abandonado é uma força restauradora, regida pela lei de Hooke.
  • C O bloco preso à mola, ao ser abandonado, executará um movimento oscilatório com amplitude que diminui proporcionalmente ao quadrado do tempo.
  • D A elongação do MHS que será realizado pelo bloco após ser abandonado corresponde ao comprimento entre os pontos A e –A.
  • E O período de oscilação do bloco será o intervalo de tempo que o bloco leva para se deslocar do ponto A até o ponto –A.