Oscilador Harmônico

Qual é a diferença entre movimento periódico e movimento harmônico simples?

• O movimento periódico acontece apenas por curtos períodos de tempo, enquanto o movimento harmônico simples acontece continuamente.

• No movimento periódico, o período do movimento varia continuamente, enquanto no movimento harmônico simples o período é constante

• No movimento periódico, a amplitude varia com o tempo, enquanto no movimento harmônico simples a posição do objeto varia com o tempo.

• O movimento harmônico simples é um tipo especial de movimento periódico no qual a força restauradora é proporcional ao deslocamento.

Um bloco é pendurado verticalmente na extremidade de uma corda. Quando o bloco é deslocado e depois liberado, passa a descrever um movimento harmônico simples. Qual das afirmações abaixo a respeito do bloco é verdadeira?

• A aceleração do bloco é máxima quando a velocidade é zero.

• A velocidade do bloco nunca se anula.

• Quando a velocidade do bloco é zero, a aceleração também é zero.

• Nenhuma das afirmativas anteriores.

O gráfico mostra uma bola, presa a uma mola, que descreve um movimento harmônico simples. Em que instante ou instantes a velocidade da bola é máxima?

• 1 s

• 2 s

• 4 s

• 6 s

Qual das afirmações abaixo a respeito do movimento harmônico simples é falsa?

• O gráfico do deslocamento em função do tempo para um objeto em movimento harmônico simples é uma curva senoidal.

• A força restauradora que age sobre um objeto em movimento harmônico simples tem a mesma direção e o mesmo sentido que o deslocamento do objeto.

• A amplitude do movimento de um objeto em movimento harmônico simples é a distância máxima atingida pelo objeto em relação à posição de equilíbrio.

• A força a que está sujeito um objeto em movimento harmônico simples é nula quando o objeto está na posição de equilíbrio.

Um bloco está preso à extremidade de uma mola. O bloco é deslocado em relação à posição de equilíbrio e, depois de liberado, passa a descrever um movimento harmônico simples sem perdas por atrito. Qual das seguintes afirmações, a respeito da energia mecânica total do sistema bloco-mola, é verdadeira?

• A energia mecânica total depende do deslocamento do movimento.

• A energia mecânica total é máxima quando o bloco está passando pela posição de equilíbrio.

• A energia mecânica total é constante.

• Nenhuma das anteriores.

Uma bola está presa a uma mola vertical. A bola é mantida inicialmente a uma altura y na qual a mola não está distendida nem comprimida. Em seguida, a bola é liberada a partir do repouso e cai até uma altura y−h antes de começar a subir. Considere as seguintes grandezas: energia cinética, energia potencial gravitacional, energia potencial elástica. Quando a bola estava a uma altura y−(h/2), qual das grandezas abaixo tinha um valor diferente de zero?

• Apenas a energia cinética.

• A energia cinética, a energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica.

• Apenas a energia potencial gravitacional.

• Apenas a energia cinética e a energia potencial elástica.

Qual das seguintes afirmações a respeito da energia mecânica de um oscilador harmônico em um certo ponto do movimento é verdadeira?

• A energia mecânica depende da aceleração nesse ponto.

• A energia mecânica depende da velocidade nesse ponto.

• A energia mecânica depende da posição nesse ponto.

• A energia mecânica não varia durante o movimento.

Um pêndulo simples é constituído por uma bola de massa m suspensa do teto por uma corda de comprimento L. A bola é deslocada de um ângulo θ em relação à posição de equilíbrio e depois liberada. Qual é o módulo da força restauradora que faz a bola se mover em direção à posição de equilíbrio, produzindo um movimento harmônico simples?

• mg sen θ

• mg cos θ

• kx

• mg

Em qual das condições abaixo o movimento de um pêndulo simples se aproxima do movimento harmônico simples?

• O pêndulo oscila rapidamente.

• O pêndulo oscila lentamente.

• O ângulo de oscilação é pequeno.

• O ângulo de oscilação é grande.

Qual das afirmações abaixo é uma explicação razoável para o fato de que um pêndulo simples com um grande ângulo de oscilação não executa um movimento harmônico simples?

• A força restauradora não depende do ângulo e sim do seno do ângulo.

• A componente da força gravitacional que age como força restauradora varia linearmente com o deslocamento apenas para pequenos ângulos de oscilação.

• A aceleração angular varia linearmente com o deslocamento apenas para pequenos ângulos de oscilação.

• Todas as afirmações acima são razoáveis.