Tópico 11: Osciladores e o Movimento Harmônico Simples
- No movimento harmônico simples, são definidas algumas grandezas físicas, como amplitude, frequência e período que caracterizam as oscilações. A grandeza que descreve o deslocamento máximo do objeto a partir da sua posição de equilibrio é chamada de:
A. frequência.
B. período.
C. amplitude.
D. constante de fase.
E. frequência angular.
- No estudo do MHS, é importante reconhecer e entender as equações que descrevem o movimento. Considere um corpo que apresenta oscilação em função do tempo descrita pela equação
. Determine a velocidade e a aceleração desse corpo como função do tempo e os valores da posição, da velocidade e da aceleração para o tempo
.
A. frequência.
B. período.
C. amplitude.
D. constante de fase.
E. frequência angular.
Passo 1
O enunciado faz duas perguntas:
- Identificar a grandeza física que representa o deslocamento máximo em um movimento harmônico simples (MHS).
- Para um corpo com
determinar as expressões de velocidade
e aceleração
, e calcular
,
e
.
Passo 2
Para a parte conceitual, o MHS é caracterizado por três grandezas principais: amplitude, frequência (ou período) e fase. A amplitude é justamente o valor máximo do deslocamento em relação ao ponto de equilíbrio. Logo, a resposta é a alternativa C. amplitude.
Passo 3
Para achar a velocidade definimos
Em MHS,
Substituindo:
Passo 4
A aceleração é a derivada de
:
Substituindo
e
:
Passo 5
Agora avaliamos em
:
Resposta
- C. amplitude
-
m/s m/ m, m/s, m/