Questões Militares Sobre oscilação e ondas em física

Considere um oscilador forçado, sem amortecimento, descrito pela equação t.sen(ω₀t) sendo F₀ a intensidade da força externa, m a massa do sistema, ω₀ a frequência angular natural do oscilador, e t o tempo. Com base nas informações acima, analise as afirmativas abaixo e, a seguir, assinale a alternativa correta.

I. A amplitude da oscilação cresce linearmente com o tempo.

II. A frequência da oscilação é a mesma frequência da força externa.

III. A equação descreve o oscilador na ressonância.

IV. A equação representa uma oscilação não-harmônica.

Um pêndulo simples está submetido simultaneamente a duas oscilações harmônicas perpendiculares, dadas por:

x(t) = Acos(ωt + φ1)i

y(t) = Bcos(ωt + φ2)j



Em relação ao movimento resultante da superposição de  x(t)   e  y(t)  analise as afirmativas abaixo e, a seguir, assinale a alternativa correta.

I. O movimento resultante é periódico.

II. A superposição é uma oscilação harmônica para quaisquer valores das fases iniciais φ₁ e φ₂

III. A frequência angular do movimento resultante é 2ω.

IV. Considerando A‡B, a trajetória do pêndulo é uma elipse no plano XY.

Uma barra cilíndrica homogênea de comprimento L oscila, como um pêndulo físico, em relação a um eixo que passa pelo diâmetro da barra na sua extremidade. Considerando m a massa da barra, g a aceleração da gravidade e mL²/3 seu momento de inércia, a frequência angular do pêndulo é:

Uma fonte sonora pontual emite ondas sonoras isotropicamente no espaço livre. A função de onda de deslocamento da onda sonora é da forma S(x, t)= 5,0.10^-3.cos[ 20.x-6,6.10³ t] (onde S está em milímetros, x em metros e t em segundos). Um pequeno detector situado a 10m da fonte mede o nível sonoro de 80 dB. Sabendo-se que a intensidade sonora de referência, que corresponde ao limiar de audição, é de 10^-12 W/m², a intensidade sonora (em µW/m²) a 50 m da fonte é

Uma fonte sonora F emite ondas na frequência de 600 HZ. A fonte e dois detectores A e B, em seus veículos, movem-se no plano XY. Num certo instante, temos: a fonte F na posição (0; 60m) e com velocidade = 40.Î + 20.j(m/s); o detector A na posição (70m; 60m) e com velocidade  = -10.Î + 30.J(m/s) e o detector B na posição (0; 90 m) e com velocidade = 20.Î + 20.J(m/ s) . Considere o módulo da velocidade do som igual a 340m/ s, em relação ao ar parado. A razão entre as frequências recebidas pelos detectores A e B (f_A/ f_B), no instante considerado, é

Uma onda estacionária é formada em um segmento horizontal, de comprimento igual a 30 cm, de uma corda tracionada por um contrapeso de massa igual a 5,0.10² gramas. A equação da onda estacionária é dada pela expressão: y(x, t)= 5,0.sen[ (80π/ 3).x].cos[ (200π/ 3).t] [ onde x está medido em metros, y em centímetros e t em segundos] . O número de nós (ou nodos) na corda e a sua densidade linear (em g/cm) , respectivamente, são
Dado: | g | = 10m/ s².

Uma pequena esfera carregada, de massa m= 0,400kg e carga elétrica q= 7,50.10^-1C, está presa à mola ideal de constante elástica K= 40,0N/m. O sistema esfera -mola oscila em M.H.S, com amplitude A= 10,0cm, sobre uma rampa formando uma ângulo de 30° com a horizontal. A esfera move-se numa região onde existe um campo magnético uniforme de módulo igual a 2,00 teslas, perpendicular ao plano do movimento (conforme a figura abaixo). Despreze os atritos e a magnetização da mola. No instante em que a mola estiver esticada 10,0cm em relação ao seu tamanho natural, se afastando da posição de equilíbrio do sistema esfera-mola, o módulo da força normal (em newtons) exercida pelo plano inclinado (rampa) sobre a esfera é

Dado: | g | = 10,0 m / s²

Uma corda isolante de massa m e comprimento L está esticada, com as extremidades presas a um diapasão e à placa (2) de um capacitor plano de placas paralelas, a vácuo. A área de cada placa do capacitor é A e, inicialmente, ele está carregado com carga elétrica de valor absoluto igual a 400 µC. A placa (1) do capacitor está fixa e a placa (2) pode se mover somente na direção horizontal, entre duas guias não representadas na figura. Despreze os atritos. A frequência de vibração do diapasão é igual a 300 Hz e a corda está oscilando no 3° harmônico (conforme a figura abaixo) . Para que a corda oscile no 2° harmônico, o valor absoluto da nova carga elétrica (em µC) que o capacitor deve possuir é

Um objeto preso por uma mola de constante elástica igual a 20 N/m executa um movimento harmônico simples em torno da posição de equilíbrio. A energia mecânica do sistema é de 0,4 J e as forças dissipativas são desprezíveis. A amplitude de oscilação do objeto é de:

Fixada ao bloco 1, a mola ideal de constante elástica K exerce sobre este uma força F_x responsável por acelerá-lo do repouso (x = - A) até o choque perfeitamente elástico com o bloco 2, em repouso. O choque ocorre em x= 0, coordenada na qual F_x se anula. Imediatamente após a colisão, os blocos se afastam com velocidades iguais em módulo e o sistema mola- bloco 1 inicia um movimento harmônico simples com amplitude de oscilação igual a A/2. Despreze os atritos. A razão entre as massas m₁/m₂ dos blocos vale

Analise as afirmativas abaixo no que se refere às ondas sonoras.

I - A intensidade do som está relacionada à frequência das vibrações das moléculas do meio e é a qualidade pela qual um som forte se distingue de um som fraco.

II - A potência de uma fonte, que emite ondas sonoras isotropicamente, não depende do meio que o som se propaga e nem da distância do observador à fonte.

III - Para sons de mesma frequência, a percepção auditiva humana cresce linearmente com o aumento da intensidade do som.

IV - Se em certa distância de uma fonte sonora o nível sonoro aumenta de 15 dB, então a intensidade sonora aumentou de um fator igual a 10 √ 10 .

V - Uma onda sonora consiste numa compressão seguida de uma rarefação do meio em que se propaga. A distância entre uma compressão e uma rarefação sucessivas é o comprimento de onda da onda sonora.

Assinale a opção que contém apenas as afirmativas corretas:

Um detector de ondas sonoras D passa pelo ponto A, localizado no eixo x, em direção ao ponto B, localizado no eixo y, com velocidade i constante, como indicado na figura abaixo. O vetor velocidade faz um ângulo a acima da horizontal. Uma fonte sonora F, em repouso, localizada na origem do sistema de eixos, emite ondas sonoras que se propagam no ar parado com velocidade constante V. Sabendo que as frequências captadas pelo detector ao passar por A e B são, respectivamente, f_A e f_B, a razão entre a diferença de frequências, f_A - f_B, e a frequência da onda emitida pela fonte é

Na figura, um fio de densidade linear µ2 e comprimento está soldado nas suas extremidades a dois fios de mesma densidade linear µi e de comprimentos - O fio composto está preso em uma de suas extremidades (ponto P) a um oscilador senoidal de freqüência variável e na outra extremidade a um ponto fixo Q. Verifica-se que, para uma certa freqüência do oscilador, forma-se uma onda estacionária com 7 nós, tendo os pontos de solda e o ponto Q como nós . No ponto P, a amplitude de oscilação é suficientemente pequena para que este ponto também seja um nó. Considere que L₃ = 3L₁ = 2L₂. Qual a razão ?

Ao se efetuar medidas do nível de intensidade do som emitido por uma dada fonte, verifica-se uma redução constante de 5,0dB ao ano. Sendo, a potência original da fonte e P a potência dez anos depois, qual a razão / P?

As diferentes cores observadas em um arco-íris após um dia de chuva representam os vários comprimentos de onda que compõem o espectro visível da luz, ou seja, a luz proveniente do Sol é policromática.
De forma geral, pode-se enxergar frequências luminosas que variam de 450x10¹²Hz a 680x10¹²Hz. A tabela a seguir mostra alguns comprimentos de ondas, medidos em nm(nanômetro), de algumas cores de luzes que se propagam no vácuo. (Dado: 1nm = 10^-9m) 



Disponível em: https://www.infoescola.com/fisica/espectro-visivel/. Acesso em: 13 de outubro de 2022.


Sabendo-se que a velocidade da luz no vácuo tem um valor aproximado de c = 3x108m/s, assinale a alternativa que classifica CORRETAMENTE a cor de uma determinada frequência luminosa f = 500x 0¹²Hz de acordo com a tabela apresentada. 

A corda de um violão de 60,0 cm de comprimento e massa de 0,52 g é colocada junto a um alto-falante acoplado a um gerador de frequência variável. Ao variar continuamente o gerador, observa-se que a corda vibra com 1300 Hz e volta a vibrar novamente apenas quando o gerador produz ondas com frequência de 1500 Hz. Nessas condições é possível afirmar que a tensão na corda é, em Newtons, de