Após o estudo da energia mecânica de sistemas periódicos, o professor Rafael Rodrigues análise o conceito e propriedades de Ondas, neste vídeo, da Aula 22 da disciplina de Instrumentação I, nesta sexta-feira, 22.
Fazer um resumo escrevendo todas as equações e exercícios sobre ondas e as oscilações dos dois sistemas massa-mola e pêndulo simples.
A aula 23 da disciplina de Instrumentação I do curso de Licenciatura em Física da UFCG-2025.1, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues(UFCG, campus Cuité), realizada nesta sexta-feira, 22 de agosto. Temas: oscilações via a segunda lei de Newton, sendo uma Live transmitida pelo blog rafaelrag, ciências e educação.
Exercícios sobre Oscilações
1) Determine a energia potencial elástica de um oscilador massa-mola, baseado em um carrinho com massa de de 200g preso na extremidade de uma mola, com uma constante elástica de 20N/m, oscila em trilho de ar sem atrito, qual a velocidade máxima se a amplitude do movimento é de 10cm.
(Na lista de exercício proposto coloquei, x=4cm.)
Solução
Antes substituirmos os valores nas equações, o primeiro passo é colocarmos as grandezas Física no sistema internacional de medida(SI).
No SI, temos: distância em m(metros), tempo (s), velocidade (m/s), aceleração (m/s2), massa(kg), força (N), energia (J).
Para fazer as transformações das unidades de medidas para o SI, é preciso saber as seguintes relações:
1m=100cm, 1kg=1000g,
Massa: m=200g=0,2kg e
1J(Joule)=107ergs.
Resolvendo a questão. Constante elástica: k=20N/m.
Usando a lei de conservação da energia mecânica, quando o carrinho estiver em x=10cm=0,1m, temos somente a energia potencial elástica (E_pe) e a energia cinética máxima (E_c) ocorre em x=0. Portanto, E_c=(1/2)mv2=E_pe =(1/2)(kA2=(20/2)(0,12)=10/102,
ou seja,
E_c=0,1J(Joule)=106ergs.
Pois,
1J(Joule)=107ergs.
1J(Joule)=107ergs.
Para calcular a velocidade máxima, temos mv2 = kA2
0,2 v2 = 20 x0,12 ------------ v2 = 102 x(1/10)2 =1.
Logo, obtemos a velocidade máxima, v=1m/s.
Observação. Colocando o sistema massa-mola na vertical, no equilíbrio, quando a mola alcançar a deformação máxima, ocorrerá o equilíbrio da força da mola com a força peso, ou seja, F=KA=P=mg.
Neste caso, podemos verificar o valor da constante elástica da mola, usando a aceleração da gravidade local, g=10m/s2. K=mg/A=0,2x10/0,1=2x10, isto é, k=20N/m. Como queríamos verificar.
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2) Considere uma mola fixa de constante elástica igual a 80 N/m e um bloco de massa de 20000g. Puxando o bloco preso na outra extremidade da moa mola, observamos o sistema massa-mola executando um movimento harmônico simples. Quais são a frequência e o período de oscilação?
Solução
Massa: m=20000g=20kg.
Revisando Oscilações com o professor Rafael.
Período e Frequência do Pêndulo Simples
Revisão do estudo sobre Onda.
A parte de Ondas, neste vídeo, vemos o gráfico da função de onda versus a coordenada de posição x, a distância entre duas cristas(ou dois vales) consecutivas é o comprimento de onda.
Veja como foi a aula 11 do período 2023.2.
Equação diferencial ordinária(EDO) de segunda ordem do oscilador harmônico simples clássico. Veja nesta disciplina Instrumentação I, no final da postagem da aula 11 tem o link da aula de mecânica quântica supersimétrica aplicada para o oscilador quântico.
Aula 22-25.1 - Oficina de Instrumentação I, tendo a participação do Quilombola Pós-doutorando Willian Santos de Serra do Abreu
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Na segunda aula desta sexta-feira, 15 de agosto, os estudantes da disciplina de instrumentação I em Ensino de Física descreverão os experimentos...
No final desta aula tem os links das aulas anteriores.
Blog rafaelrag
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