Questão 15762
AFA 2017
(AFA - 2017)
Uma partícula de massa pode ser colocada a oscilar em quatro experimentos diferentes, como mostra a Figura 1 abaixo.
Para apenas duas dessas situações, tem-se o registro do gráfico senoidal da posição da partícula em função do tempo, apresentado na Figura 2.
Considere que não existam forças dissipativas nos quatro experimentos; que, nos experimentos II e IV, as molas sejam ideais e que as massas oscilem em trajetórias perfeitamente retilíneas; que no experimento III o fio conectado à massa seja ideal e inextensível; e que nos experimentos I e III a massa descreva uma trajetória que é um arco de circunferência.
Nessas condições, os experimentos em que a partícula oscila certamente em movimento harmônico simples são, apenas
Gabarito:
II e IV
Resolução:
I - NÃO
Para ser um movimento harmônico simples é necessário ter uma força restauradora, essa força sempre atua em sentido oposto ao movimento, na condição de querer voltar ao seu ponto de estabilidade. Nessa situação só há a atuação da força gravitacional, que não é uma força restauradora.
II - SIM
Como temos um sistema massa-mola, há a presença da força restauradora, que é a força elástica.
III - NÃO
Nesse caso temos uma força de tração, a força peso e a resultante, que está atuando no bloquinho. Para ser considerado um MHS, é necessário que o ângulo de oscilação seja muito pequeno (), como o ângulo não está explícito, podemos considerar que não é um MHS.
IV - SIM
Assim como na figura II, também há a presença da força restauradora.