Questões Militares Sobre oscilação e ondas em física

Analise a figura abaixo.

A figura acima mostra duas molas ideais idênticas presas a um bloco de massa m e a dois suportes fixos. Esse bloco está apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito e oscila com amplitude A em torno da posição de equilíbrio x = 0. Considere duas posições do bloco sobre o eixo x: x₁ = A/4 e x₂= 3A/4 . Sendo v₁ e v₂ as respectivas velocidades do bloco nas posições x₁ e x₂, a razão entre os módulos das velocidades, v₁/v₂ , é

Analise a figura abaixo.

A figura acima mostra uma montagem em que o bloco de massa m= 0,70kg, preso à extremidade de uma mola vertical, oscila em torno da sua posição de equilíbrio. No bloco, prende-se uma corda muito longa estendida na horizontal. A massa específica linear da corda é 1,6.10^-4kg/m. Após algum tempo, estabelece-se na corda uma onda transversal cuja equação é dada por y (x, t)=0,030.cos (2,0x-30t) , onde x e y estão em metros e t em segundos. Nessas condições, a constante elástica da mola, em N/m, e a tração na corda, em mN, são, respectivamente:

O motorista de um carro entra numa estrada reta, no sentido norte-sul, a 100km/h e dá um toque na buzina de seu carro que emite som isotropicamente na frequência de 1200Hz. Um segundo após, ele percebe um eco numa frequência de 840Hz. Sendo assim, o motorista NÃO pode incluir como hipótese válida, que há algum obstáculo

Analise a figura abaixo.

A figura acima representa um recipiente de forma hemisférica, que gira com velocidade angular constante ω = 100 rad/s em torno de um eixo vertical que passa pelo seu centro de curvatura O. Uma pequena esfera gira no interior do hemisfério, em equilíbrio dinâmico, acompanhando o movimento do hemisfério, sempre no mesmo plano horizontal, de modo a manter constante o valor do ângulo θ. Admitindo que a força de atrito que atua sobre a esfera seja nula, sabendo que o raio do hemisfério vale 20 cm e supondo que a aceleração da gravidade tem um valor g = 10 m/s², qual é, em função de θ, o módulo da força que o recipiente exerce sobre a esfera e o valor do ângulo θ, respectivamente?

Considerando o texto, assinale a alternativa correta.

Um determinado corpo de massa m fixado em uma mola horizontal move-se com velocidade constante segundo uma trajetória circular de raio R sobre a horizontal sem atrito. A energia cinética do corpo é expressa por K, e a força de tração na mola por T. Com base nessas informações, é correto afirmar que o raio R da trajetória é determinado pela equação

Um soldado músico decidiu elaborar um experimento físico com uma corda. Para tanto, ele esticou uma corda entre dois suportes fixos, separados de 1,2 m. A força de tração foi ajustada até a frequência fundamental correspondente à nota Lá de afinação, 440 Hz. Curioso, o soldado resolveu determinar a velocidade das ondas transversais na corda. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor encontrado.

Uma corda mista sobre o eixo horizontal tem uma densidade linear para a coordenada x < 0 e outra para x ≥ 0. Uma onda harmônica, dada por Asen(ωt - k₁x) , onde t é o instante de tempo, propaga-se na região onde x < 0 e é parcialmente refletida e parcialmente transmitida em x = 0. Se a onda refletida e a transmitida são dadas por Bsen(ωt - k₁x) e Csen(ωt - k₂x) , respectivamente, onde ω, k₁ e k₂ são constantes, então a razão entre as amplitudes da onda refletida e da incidente, dada por | B/A |, é igual a: 

Observação:

• considere sen(ax)/ x = a, para |x| próximo a zero. 

              

Um patinador em velocidade constante de 18 km/h vai ao encontro de uma escadaria, batendo palma. O som produzido pela palma é refletido horizontalmente em cada degrau de 1m de largura, fazendo com que o patinador perceba um som composto por vários tons. A menor componente de frequência da onda sonora refletida percebida com um máximo de intensidade pelo patinador, em Hz, é:  

Dado:

• velocidade de propagação do som: 340 m/s.  

Considere um raio de luz que passa de um meio menos refringente (1) - para outro meio mais refringente (2) - por exemplo, como do ar para a água. Podem os afirmar, quanto à velocidade (v), comprimento de onda (λ) e frequência dessa luz (f),

Uma corda ideal está atada a um diapasão que vibra com frequência f₁ e presa a um corpo de massa m = 2,5 kg, conforme a figura 1. A onda estacionária que se forma possui 6 ventres que formam 3,0 m de comprimento.

Um diapasão de frequência f₂ é posto a vibrar na borda de um tubo com água, conforme a figura 2.

O nível da água vai diminuindo e, na altura de 42,5 cm, ocorre o primeiro aumento da intensidade sonora. Desprezando os atritos e considerando a roldana ideal, a razão entre as frequências f₂ e f₁ é de aproximadamente:

Dado: densidade linear da corda = 250 g/m.

Um cubo de 25,0 kg e 5,0 m de lado flutua na água. O cubo é, então, afundado ligeiramente para baixo por Dona Marize e, quando liberado, oscila em um movimento harmônico simples com uma certa frequência angular. Desprezando-se as forças de atrito, essa frequência angular é igual a:

Um pêndulo simples de comprimento L está fixo ao teto de um vagão de um trem que se move horizontalmente com aceleração a. Assinale a opção que indica o período de oscilações do pêndulo.

Uma jovem encontra-se no assento de um carrossel circular que gira a uma velocidade angular constante com período T. Uma sirene posicionada fora do carrossel emite um som de frequência f_o em direção ao centro de rotação. No instante t = 0, a jovem está à menor distância em relação à sirene. Nesta situação, assinale a melhor representação da frequência f ouvida pela jovem.

Considere o modelo de flauta simplificado mostrado na figura, aberta na sua extremidade D, dispondo de uma abertura em A (próxima à boca), um orifício em B e outro em C. Sendo = 34,00 cm, e a velocidade do som de 340,0 m/s, as frequências esperadas nos casos: (i) somente o orifício C está fechado, e (ii) os orif´ıcios B e C estão fechados, devem ser, respectivamente

Considere um oscilador harmônico simples composto por uma mola de constante elástica k, tendo uma extremidade fixada e a outra acoplada a uma partícula de massa m. O oscilador gira num plano horizontal com velocidade angular constante ω em torno da extremidade fixa, mantendo-se apenas na direção radial, conforme mostra a figura. Considerando R₀ a posição de equilíbrio do oscilador para ω = 0, pode-se afirmar que

Uma partícula emite um som de frequência constante e se desloca no plano XY de acordo com as seguintes equações de posição em função do tempo t:

x = a cos(wt)

y = b sen(wt)

onde:

a, b e w são constantes positivas, com a > b.

Sejam as afirmativas:

I) o som na origem é percebido com a mesma frequência quando a partícula passa pelas coordenadas (a,0) e (0,b).

II) o raio de curvatura máximo da trajetória ocorre quando a partícula passa pelos pontos (0,b) e (0,-b).

III) a velocidade máxima da partícula ocorre com a passagem da mesma pelo eixo Y.

A(s) afirmativa(s) correta(s) é(são):

A figura acima apresenta uma fonte sonora pontual que emite uma onda harmônica esférica em um meio não dispersivo. Sabendo que a média temporal da intensidade da onda é diretamente proporcional ao quadrado da sua amplitude, pode-se afirmar que a amplitude, a uma distância r da fonte, é proporcional a:

Um observador e uma fonte sonora de frequência constante movem-se, respectivamente, segundo as equações temporais projetadas nos eixos X e Y:

Observação:

• A velocidade de propagação da onda é muito maior que as velocidades do observador e da fonte.

Com relação ao instante t (0 ≤ t < π), o observador perceberá uma frequência:

As figuras abaixo representam ondas sonoras emitidas por 3 dispositivos diferentes.

A qualidade do som que permite ao ouvinte identificar a diferença entre os sons gerados pelos dispositivos é