Lembre-se:
- Leia atentamente cada questão antes de iniciar a sua resolução.
A
- Marque apenas uma opção em cada questão a seguir. Mais de uma opção marcada, significa 0 na questão.
- ( 7 pontos) Um bloco oscila harmonicamente, livre da resistência do ar, com uma certa amplitude, pendurado numa mola presa no teto. Ao aumentar sua amplitude de oscilação, pode-se afirmar que:
a) A constante elástica da mola não se altera, aumentando o período e a velocidade máxima do oscilador.
2
oscilador.
c) O período aumenta, a velocidade máxima diminui e a constante elástica da mola não se altera.
d) O período, a velocidade máxima do oscilador e a constante elástica da mola aumentam.
e) O período, a velocidade máxima do oscilador e a constante elástica da mola não se alteram.
A
a) A constante elástica da mola não se altera, aumentando o período e a velocidade máxima do oscilador.
2
c) O período aumenta, a velocidade máxima diminui e a constante elástica da mola não se altera.
d) O período, a velocidade máxima do oscilador e a constante elástica da mola aumentam.
e) O período, a velocidade máxima do oscilador e a constante elástica da mola não se alteram.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um bloco que oscila de forma harmônica, pendurado numa mola. Quando a gente aumenta a amplitude dessa oscilação, precisamos entender como isso afeta o período, a velocidade máxima e a constante elástica da mola. Vamos usar conceitos de Física, mais especificamente de Movimento Harmônico Simples (MHS) e a Lei de Hooke para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que, no Movimento Harmônico Simples, o período $ T $ da oscilação depende apenas da massa $ m $ do bloco e da constante elástica $ k $ da mola, segundo a fórmula:
Note que o período não depende da amplitude $ A $. Ou seja, aumentar a amplitude não altera o período da oscilação.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a velocidade máxima $ V_{max} $. A velocidade máxima em um MHS é dada por:
Onde $ \omega $ é a frequência angular, que está relacionada ao período pela fórmula:
Como o período $ T $ não muda quando a amplitude $ A $ aumenta, a frequência angular $ \omega $ também permanece a mesma. Portanto, se aumentarmos $ A $, a velocidade máxima $ V_{max} $ aumentará proporcionalmente.
Passo 4
Quanto à constante elástica $ k $ da mola, ela é uma propriedade da mola e depende do material e do comprimento da mola, não da amplitude da oscilação. Assim, aumentar a amplitude não afeta o valor de $ k $.
Passo 5
Resumindo:
- Período $ T $: Não altera.
- Velocidade Máxima $ V_{max} $: Aumenta.
- Constante Elástica $ k $: Não altera.
Resposta
A opção correta é a a): “A constante elástica da mola não se altera, aumentando o período e a velocidade máxima do oscilador.”