Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

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PARTE
OSCILAÇÕES 107
4 Qual das seguintes relações entre a aceleração a e o deslocamento
x de uma partícula con·esponde a um MHS: (a) a = O.Sx, (b) a =
400x 2 , (c) a= -20x. (d) a= -3x2?
5 Você deve co1npletar a Fig. 15-20a para que seja O
gráfico da
velocidade vem. função do te1npo t do oscilador massa-1nola que
é 1nostrado .na ~1g. l 5-20b para t = O. (a) Na Fig. l 5-20a, em qual
dos pontos ~nd1cados ~or letras ou em que região entre os pontos 0
eixo v (vertical) deve interceptar o eixo t? (Por exemplo: ele deve
interceptar o eixo t no ponto A, ou, talvez, na região entre os pontos
A e B?) (b) Se a velocidade do bloco é dada por v = -v sen(wt +
cp), qual é o valor de</>? Suponha que é positivo, e se~ão puder
especificar u1n valor (como +'TT/2 rad), especifique u1n intervalo
(como O<</>< 7T/2).
~ ---+---J~-+--~ t
B D E
Figura 15-22 Pergunta 7.
8 A Fig. 15-23 mostra os gráficos da energia cinética K em função
da posição x para três osciladores har1nônicos que têm a mes1na
massa. Ordene os gráficos de acordo (a) com a constante elástica e
(b) o período do oscilador, em ordem decrescente.
(a)
Figura 15-20 Pergunta 5.
] - t=O
b eaeoa cW
------l
-1----+----+---x
-x,,, o x,,,
(b)
6 Você deve completar a Fig. 15-21a para que seja o gráfico da
aceleração a em função do tempo t do oscilador massa-mola que
é mostrado na Fig. 15-21b para t = O. (a) Na Fig. 15-2la, em qual
dos pontos indicados por letras ou em que região entre os pontos o
eixo v (vertical) deve interceptar o eixo t? (Por exemplo, ele deve
interceptar o eixo t no ponto A, ou, talvez, na região entre os pontos
A e B?). (b) Se a aceleração do bloco é dada por a= -am sen(wt +
</>), qual é o valor de cf>? Suponha que é posit~vo, e se n~o puder
especificar um valor (como +'TT/2 rad), especifique um intervalo
(como O<</>< 'TT/2).
Figura 15-23 Pergunta 8.
9 A Fig. 15-24 mostra três pêndulos físicos formados por esferas
uniformes iguais, rigidamente ligadas por barras iguais de massa
desprezível. Os pêndulos são verticais e podem oscilar em tomo do
ponto de suspensão O. Ordene os pêndulos de acordo com o período
das oscilações, em ordem decrescente.
o •
:,:
Figura 15-24 Pergunta 9. (a) (b) (e)
Figura 15-21 Pergunta 6.
(a)
~ t= o J
X
-X,n o Xm
(b)
7 A Fig. J 5-22 rnostra as curvas x(t) obti~as em três ;~;ri~e;tos
Ja,cndo urn certo siste1na massa-mola oscilar ein t~n . t · r(;; 1 :
as 1.:ur\a, de :.icordo com (a) a frequência angu 1 ar o ~IS ~1néat: a do'
energia potencial da ,nola no 1ns · t an te l
- 0 '
(C) a energia .
Clll IC,
_
hloco no in,tantc I = O. (d) a velocidade do bloco no instante,, - 0
e i e J a energia cinética m<1x1ma /. . d o bloco • em orde1n decrescente.
1 O Você deve construir o dispositivo de transferência de oscilação
mostrado na Fig. 15-25. Ele é composto por dois sistemas massa-mola
pendurados em uma barra flexível. Quando a mola do sistema 1 é distendida
e depois liberada, o MHS resultante do sistema 1, de frequência
J;, faz a barra oscilar. A barra exerce uma força sobre o sistema 2.
com a mesma frequênciaJ;. Você pode escolher entre quatro molas
com constantes elásticas k de 1600, 1500, 1400 e 1200 N/m e entre
quatro blocos com 1nassas ,n de 800, 500, 400 e 200 kg. Determine
mentahnente que n1ola deve ser ligada a que bloco nos dois sistemas
para maximizar a amplitude das oscilações do sistema 2.
Figura 15-25 Pergunta 1 O.
Si,1,•m,, 1 ) ) ,____,Sistt'l\\,1 ~
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