Física - oscilações e ondulatória questões de vestibular 2011

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Questões com resposta de física, Oscilações e Ondulatória, de vestibulares de várias regiões do Brasil do ano de 2011.

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oscilaes e ondulatriaQUESTES DE VESTIBULARES 2011.1 (1o semestre) 2011.2 (2o semestre)

fsica

sumriocinemtica e dinmica das oscilaesVESTIBULARES 2011.1 ........................................................................................................ 2 VESTIBULARES 2011.2 ........................................................................................................ 5 VESTIBULARES 2011.1 ........................................................................................................ 6 VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................11

introduo e equao fundamental da ondulatria

fenmenos ondulatrios

VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................13 VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................16

interferncia de ondas

VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................18 VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................20

acstica (velocidade do som)

VESTIBULARES 2011.1 ....................................................................................................................21 VESTIBULARES 2011.2 ....................................................................................................................23

acstica (qualidades siolgicas do som)

VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................24 VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................25

fontes sonoras (cordas e tubos)

VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................26 VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................27

efeito Doppler

VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................28 VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................30

[email protected]

cinemtica e dinmica das oscilaesVESTIBULARES 2011.1CINEMTICA DAS OSCILAES

OSCILAES

(UFV/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: C Um pndulo solto, a partir do repouso, do ponto A indicado na figura ao lado. Ele gasta um tempo igual a 2,0 segundos para percorrer a distncia AC. CORRETO afirmar que a frequncia, o perodo e a amplitude de oscilao do pndulo so, respectivamente: a) 0,50 Hz, 2,0 s e AC. b) 0,25 Hz, 4,0 s e AC. *c) 0,25 Hz, 4,0 s e AB. d) 0,50 Hz, 2,0 s e AB. C A B(UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Os movimentos podem ser uniformes, variados, harmnicos e outros. Sobre os movimentos executados pelos corpos nos seus deslocamentos, assinale o que for correto. 01) Se a velocidade constante o movimento classificado como uniforme. 02) Para que um movimento seja classificado como variado necessria a atuao de uma fora sobre o mvel. 04) Um movimento chamado de oblquo quando existe a composio de outros dois movimentos, a saber, o variado e o uniforme. 08) Um movimento classificado como harmnico quando a distncia do referencial se altera a cada instante considerado. (UFPB-2011.1) - RESPOSTA: afirmativas corretas II, III, IV e V Para agilizar o preparo de massa de cimento, uma construtora adquire uma peneira automtica do tipo vaivm, conforme figura abaixo.

(UECE-2011.1) - ALTERNATIVA: B As frequncias de vibrao dos tomos em slidos, temperatura ambiente, so da ordem de 1013 Hz. Considerando que no movimento de vibrao cada tomo se desloca linearmente, o tempo, em segundos, necessrio para completar mil ciclos deste movimento aproximadamente a) 103. *b) 1010. c) 1016. d) 1016. (ITA/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: C Uma partcula de massa m move-se sobre uma linha reta horizontal num Movimento Harmnico Simples (MHS) com centro O. Inicialmente, a partcula encontra-se na mxima distncia x0 de O e, a seguir, percorre uma distncia a no primeiro segundo e uma distncia b no segundo seguinte, na mesma direo e sentido. Quanto vale a amplitude x0 desse movimento? a) 2a3 / (3a2 b2) b) 2b2 / (4a b) *c) 2a2 / (3a b)

d) 2a2b / (3a2 b2) e) 4a2 / (3a 2b) DINMICA DAS OSCILAES

(UDESC-2011.1) - RESPOSTA: a) M 0,25 kg b) E = 0,20 J A figura abaixo mostra um bloco preso extremidade de uma mola vertical; a constante da mola vale 40 N/m.

M

A

O

M

A

A posio de equilbrio o ponto 0, onde a mola no est deformada. A deformao mxima da mola de 10 cm. Determine: a) a massa do bloco preso mola quando executa 20 vibraes completas em 10 segundos; b) a energia potencial elstica mxima. Obs.: Se a posio O de equilbrio a mola deve estar deformada quando o corpo passar por ela.Disponvel em: . Acesso em: 30 set. 2010.

O motor acoplado peneira est programado para produzir um movimento de vaivm na peneira que simule um movimento harmnico simples. Suponha que a peneira foi instalada sobre um terreno plano e que as suas bases esto fixadas ao solo, de modo que toda a vibrao na peneira seja exclusivamente produzida pelo motor. Dessa maneira, ao se ligar o motor, constata-se que o movimento de vaivm peridico impresso peneira se repete a cada 2 s e que a amplitude do movimento de 0,5 m. Adote = 3. Com base nessas informaes, identifique as afirmativas corretas: I. O perodo do movimento de vaivm de 4 s. II. A frequncia do movimento de vaivm de 0,5 Hz. III. A frequncia angular do movimento de vaivm de 3 rad/s. IV. A velocidade mxima da peneira de 1,5 m/s. V. A acelerao mxima da peneira de 4,5 m/s2. [email protected]

(UNICENTRO/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: A Um corpo em repouso, apoiado sobre uma mesa horizontal lisa, se encontra preso extremidade de uma mola de constante elstica igual a 0,9 N/m, conforme figura. O corpo , ento, deslocado de 2,0 m de sua posio de equilbrio e solto, comeando a oscilar.

Sabendo-se que o tempo gasto pelo corpo para atingir, pela pri-

meira vez, a posio de equilbrio de 1,0 s e que = 3, a massa do corpo, em kg, igual a *a) 0,4 b) 0,8 c) 1,0 d) 2,0 e) 3,02

(UDESC-2011.1) - RESPOSTA: a) T = 1,68 s b) h = 0,05 m c) f = 1/6 Hz Um corpo de massa m suspenso por um fio de massa desprezvel, cujo comprimento L, conforme mostrado na figura.

L

(MACKENZIE/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: A Um corpo de 0,50 kg oscila, periodicamente, sobre uma reta em torno de um ponto, com sua posio x em funo do tempo, na reta, dada em relao a esse ponto, pela funo x = 0,30 cos .t. A posio x medida em metros, em rad/s e t em segundos. Dentre as alternativas, o valor mais prximo da fora resultante que age sobre esse corpo, no instante 1 s, 3 *a) 0,74 N b) 0,82 N c) 0,96 N d) 1,20 N e) 1,48 N (ITA/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: C Um relgio tem um pndulo de 35 cm de comprimento. Para regular seu funcionamento, ele possui uma porca de ajuste que encurta o comprimento do pndulo de 1 mm a cada rotao completa direita e alonga este comprimento de 1 mm a cada rotao completa esquerda. Se o relgio atrasa um minuto por dia, indique o nmero aproximado de rotaes da porca e sua direo necessrios para que ele funcione corretamente. a) 1 rotao esquerda b) 1/2 rotao esquerda *c) 1/2 rotao direita d) 1 rotao direita e) 1 e 1/2 rotaes direita. (UFJF/MG-2011.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTO Um bloco de massa m = 2,0kg, preso extremidade de uma mola e apoiado sobre uma superfcie horizontal sem atrito, oscila em torno da posio de equilbrio com uma amplitude A = 0,05m, como mostra a figura (I). A figura (II) mostra como a energia potencial Ep = kx2 varia com a posio x do bloco.

A

C

B O movimento do pndulo iniciado a partir do ponto A, retornando a partir de C. A velocidade do corpo, ao passar pelo ponto B, de 1,0 m/s, e ele gasta 0,42 s para ir de B at C, atravs do menor caminho. Considere = 3. Calcule: a) o perodo do pndulo; b) a diferena de altura entre o nvel horizontal que contm os pontos A e C e o ponto B; c) a frequncia (em hertz) do pndulo, quando o comprimento do fio for 10,0 m. (UDESC-2011.1) - RESPOSTA: a) V = 1,0 m/s b) T = 0,04 s A figura mostra um bloco de massa M = 4,99 kg, em repouso sobre uma mesa horizontal sem atrito, que est ligado a um suporte rgido por meio de uma mola de constante elstica k = 12 500 N/m. Uma bala de massa m = 10,0 g e velocidade v de mdulo 500 m/s atinge o bloco e fica alojada nele.

Suponha que a compresso da mola desprezvel at que a bala se aloje no bloco. Determine: a) a velocidade do bloco imediatamente aps a coliso; b) o perodo de oscilao do movimento harmnico simples aps a coliso. (UNIMONTES/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: B A figura abaixo mostra um pndulo, de massa m, que oscila livremente aps ter sido abandonado de uma posio em que o fio, de comprimento L1, fazia um ngulo = 10 com a vertical. A frequncia de oscilao f1. Para que a frequncia tenha um novo valor f2 = 3f1, numa situao em que o pndulo colocado para oscilar em condies semelhantes (mesmo ngulo ), o comprimento L2 do fio deve ser igual a a) 3L1 . *b) c) L1 . 9

a) Faa um grfico, devidamente justificado, que mostre como a energia cintica Ec = mv2 varia com a posio x do bloco. b) Calcule o mdulo da velocidade do bloco quando ele passa pela posio de equilbrio. c) Calcule o mdulo da fora que a mola exerce sobre o bloco quando ele est na posio x = A = 0,05 m. RESPOSTA UFJF-2011.1: a)

L1 . 3

d) 9L1 . [email protected]

b) v = 10 m/s c) F = 4 000 N 3

(CEFET/MG-2011.1)