Prova de Física: Movimento Harmônico Simples – Pêndulo e Mola
Tema: MOVIMENTO HARMONICO SIMPLES – PENDULO E MASSA-MOLA
Etapa/Série: 2º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 5
Prova de Física – Movimento Harmonioso Simples: Pêndulo e Massa-Mola
Instruções:
- Leia atentamente cada questão.
- Escolha a alternativa correta e assinale-a.
- A prova contém 5 questões de múltipla escolha.
Questões:
1. Um pêndulo simples é um sistema que oscila em torno de uma posição de equilíbrio. Qual das alternativas abaixo descreve corretamente as condições para que um pêndulo execute um Movimento Harmônico Simples (MHS)?
- A) O pêndulo deve ter uma massa grande e um comprimento pequeno.
- B) A amplitude da oscilação deve ser alta e a fricção deve ser desprezível.
- C) Deve atuar apenas a força da gravidade e a oscilação deve ser em pequenas amplitudes.
- D) O pêndulo deve ser apenas um fio sem massa, inconfortável e sujeito a variações de temperatura.
2. Um sistema massa-mola é um exemplo clássico de MHS. Se uma mola tem uma constante elástica de 200 N/m e uma massa de 2 kg é presa a ela, qual é a frequência de oscilação desse sistema?
- A) 0,5 Hz
- B) 1 Hz
- C) 2 Hz
- D) 10 Hz
3. Durante as oscilações de um pêndulo, a energia potencial e a energia cinética se transformam uma na outra. Qual o enunciado verdadeiro sobre a energia em um pêndulo?
- A) A energia potencial é máxima na posição de equilíbrio.
- B) A energia cinética é máxima nos pontos mais altos da trajetória.
- C) A energia total do sistema permanece constante durante as oscilações.
- D) A energia potencial sempre é maior que a energia cinética.
4. Em um experimento, um aluno observa que um pêndulo leva 2 segundos para completar uma oscilação. Qual é o período desse pêndulo?
- A) 1 segundo
- B) 2 segundos
- C) 4 segundos
- D) 0,5 segundo
5. Considere um pêndulo em que a massa do corpo em oscilação é 0,5 kg e o comprimento do fio é 1 m. Desconsiderando a resistência do ar, qual será a aceleração da gravidade que atua no pêndulo?
- A) 4,9 m/s²
- B) 9,8 m/s²
- C) 10 m/s²
- D) 1 m/s²
Gabarito:
1. Resposta Correta: C
Justificativa: O pêndulo executa um MHS enquanto a oscilação é em pequenas amplitudes e a única força significativa atuando nele é a força da gravidade, desconsiderando a resistência do ar.
2. Resposta Correta: B
Justificativa: A frequência de oscilação de um sistema massa-mola é dada por (f = frac{1}{2pi} sqrt{frac{k}{m}}), logo, (f = frac{1}{2pi} sqrt{frac{200}{2}} approx 1 Hz).
3. Resposta Correta: C
Justificativa: Durante as oscilações, a soma da energia potencial e cinética permanece constante em um sistema ideal, evidenciando a conservação da energia.
4. Resposta Correta: B
Justificativa: O período de um pêndulo é o tempo que ele leva para realizar uma oscilação completa. Se leva 2 segundos, o período é 2 segundos.
5. Resposta Correta: B
Justificativa: A aceleração da gravidade é uma constante na superfície da Terra e é aproximadamente (9,8 m/s²). A massa e o comprimento do fio não alteram essa constante.
Considerações Finais:
- As questões abordam os conceitos fundamentais de Movimento Harmônico Simples relacionados a pêndulos e sistemas massa-mola, estimulando a compreensão e aplicação prática do conteúdo.
