Oscilações

Física 2 - lista de exercícios do capítulo 15 - Oscilações

1) Em um motor, um pistão oscila com movimento harmônico simples de maneira que sua posição varie de acordo com a expressão: , onde x está em centímetros e t em segundos. Em t = 0, encontre:
(a) A posição do pistão. (b) A velocidade do pistão. (c) A aceleração do pistão. (d) O período e a amplitude do movimento. 2) Depois de um mergulho excitante, saltadores de bungee-jumping oscilam livremente na corda por muitos ciclos. Pode-se determinar a massa de cada pessoa utilizando uma proporção que se estabelece ao resolver o seguinte problema: Um corpo de massa m está oscilando livremente em uma mola vertical com um período T. Um corpo de massa desconhecida m’ oscila na mesma mola com período T’. (a) Determine a constante elástica k. (b) Determine a massa desconhecida.

3) Duas molas têm o mesmo comprimento sem deformação L=0,2 m, mas têm constantes elásticas diferentes, k1=2 N/m e k2=6 N/m. Elas estão ligadas às extremidades opostas de um bloco de massa m = 0,1 kg, apoiado sobre uma superfície sem atrito (Figura 2). As extremidades externas das molas são agora ligadas a dois pinos P1 e P2 igualmente afastados de 0,1 m da extremidade externa original de cada mola. (a) Ache o comprimento de cada mola quando o bloco atinge a nova posição de equilíbrio. (b) Ache o período das oscilações do bloco quando ele é deslocado da nova posição e a seguir libertado.

4) Um bloco de 50,0 g conectado a uma mola com uma constante elástica de 35,0 N/m oscila sobre uma superfície horizontal sem atrito com uma amplitude de 4,00 cm. (a) Encontre a energia total do sistema. (b) Encontre a velocidade do bloco quando o deslocamento é de 1,00 cm. (c) Encontre as energias cinética e potencial quando o deslocamento é de 3,00 cm.

5) A figura 3 mostra o bloco 1, de massa 0,2 kg, deslizando para a direita com uma velocidade inicial de 8 m/s. O bloco sofre uma colisão elástica com o bloco 2, que inicialmente estava em repouso,