Um oscilador harmônico possui deslocamento dado por:
sen
onde
e
. O oscilador consiste de um bloco de massa
, preso a uma mola. Calcule: (a) a energia cinética média; (b) a energia potencial média; (c) a energia total; R- (a) (a) 8 J ; (b) 8 J ; (c) 16 J .
Passo 1
O enunciado descreve um oscilador harmônico simples com deslocamento
onde a amplitude é
, a frequência angular é
e a massa do bloco é
. Pede-se (a) a energia cinética média
, (b) a energia potencial média
e (c) a energia mecânica total
. Para isso vamos usar a relação
a expressão da energia total
e os resultados de que, num ciclo,
.
Passo 2
Determinar a constante elástica
e a energia total
. Usando
Então
Passo 3
Calcular a energia cinética média. Num ciclo completo de oscilação vale
Passo 4
Calcular a energia potencial média. Pela simetria da oscilação também vale
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)