40
Questão
Um peso de 40 N é suspenso por uma mola na vertical, fazendo com que esta se distenda 40 cm . Em seguida, a mola é colocada sobre uma mesa horizontal sem atrito com uma extremidade fixada na mesa e a outra presa a um corpo de peso
. O corpo é deslocado e o sistema oscila num MHS (Movimento Harmônico Simples). Podemos afirmar que a constante elástica da mola e a frequência de oscilação do oscilador horizontal, respectivamente, valem
Dados:
e
(a)
e 10 Hz .
(b)
e 10 Hz .
(c)
e 20 Hz .
(d)
e 20 Hz .
(e)
e 10 Hz .
Dados:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
O enunciado dá um peso de
que estica uma mola verticalmente em
, depois a mesma mola é usada horizontalmente para um corpo de peso
que faz MHS. Vamos precisar de duas coisas: a constante elástica
(pela Lei de Hooke) e a frequência de oscilação
de um sistema massa-mola (pela fórmula de MHS).
Passo 2
Na posição de equilíbrio vertical, a força peso equilibra a força elástica:
onde
. Portanto
Passo 3
Para o oscilador horizontal, o peso
corresponde a
. Assim a massa é
Passo 4
A frequência do MHS é dada por
Passo 5
Substituindo
e
,
logo
Resposta
(a)
e
.