Questões USP sobre Oscilação e Ondas

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USP 2021 - Física - Oscilação e Ondas, Ondas e Propriedades Ondulatórias

Os smartphones modernos vêm equipados com um acelerômetro, dispositivo que mede acelerações a que o aparelho está submetido,
O gráfico foi gerado a partir de dados extraídos por um aplicativo do acelerômetro de um smartphone pendurado por um fio e colocado para oscilar sob a ação da gravidade, O gráfico mostra os dados de uma das componentes da aceleração (corrigidos por um valor de referência constante) em função do tempo.

Com base nos dados do gráfico e considerando que o movimento do smartphone seja o de um pêndulo simples a ângulos pequenos, 0 comprimento do fio é de aproximadamente:

Note e adote:
Use π = 3.
Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2.

A

5 cm

B

10 cm

C

50 cm

D

100 cm

E

150 cm

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USP 2019 - Física - Oscilação e Ondas, Calorimetria, Física Térmica - Termologia, Movimento Harmônico

Um pêndulo simples é composto por uma haste metálica leve, presa a um eixo bem lubrificado, e por uma esfera pequena de massa muito maior que a da haste, presa à sua extremidade oposta. O período ܲ para pequenas oscilações de um pêndulo é proporcional à raiz quadrada da razão entre o comprimento da haste metálica e a aceleração da gravidade local. Considere este pêndulo nas três situações:

1. Em um laboratório localizado ao nível do mar, na Antártida, a uma temperatura de 0 °C.
2. No mesmo laboratório, mas agora a uma temperatura de 250 K.
3. Em um laboratório no qual a temperatura é de 32 °F, em uma base lunar, cuja aceleração da gravidade é igual a um sexto daquela da Terra.

Indique a alternativa correta a respeito da comparação entre os períodos de oscilação ܲP1, ܲP2 e ܲP3 do pêndulo nas situações 1, 2 e 3, respectivamente.

A

Pܲ1 < ܲP2 < ܲP3

B

Pܲ1 = ܲP3 < ܲP2

C

Pܲ2 < ܲP1 < ܲP3

D

Pܲ3 < ܲP2 < ܲP1

E

Pܲ1 < ܲP2 = ܲP3

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USP 2019 - Física - Oscilação e Ondas, Ondas e Propriedades Ondulatórias

No dia 10 de abril de 2019, a equipe do Event Horizon Telescope (EHT, “Telescópio Horizonte de Eventos”) divulgou a primeira imagem de um buraco negro, localizado no centro da galáxia M87, obtida por um conjunto de telescópios com diâmetro efetivo equivalente ao da Terra, de 12.700 km. Devido ao fenômeno físico da difração, instrumentos óticos possuem um limite de resolução angular, que corresponde à mínima separação angular entre dois objetos que podem ser identificados separadamente quando observados à distância. O gráfico mostra o limite de resolução de um telescópio, medido em radianos, como função do seu diâmetro, para ondas luminosas de comprimento de onda de 1,3 mm, igual ao daquelas captadas pelo EHT. Note a escala logarítmica dos eixos do gráfico.

Sabe‐se que o tamanho equivalente a um pixel na foto do buraco negro corresponde ao valor da menor distância entre dois objetos naquela galáxia para que eles possam ser identificados separadamente pelo EHT. Com base nas informações anteriores e na análise do gráfico, e sabendo que a distância da Terra até a galáxia M87 é de 5 × 10²⁰ km, indique o valor mais próximo do tamanho do pixel.

A

5 × 101 km

B

5 × 104 km

C

5 × 107 km

D

5 × 1010 km

E

5 × 1013 km

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USP 2019 - Física - Oscilação e Ondas, Dinâmica, Leis de Newton, Trabalho e Energia, Impulso e Quantidade de Movimento, Movimento Harmônico

Um equipamento de bungee jumping está sendo projetado para ser utilizado em um viaduto de 30 m de altura. O elástico utilizado tem comprimento relaxado de 10 m. Qual deve ser o mínimo valor da constante elástica desse elástico para que ele possa ser utilizado com segurança no salto por uma pessoa cuja massa, somada à do equipamento de proteção a ela conectado, seja de 120 kg?

Note e adote:

Despreze a massa do elástico, as forças dissipativas e as dimensões da pessoa; Aceleração da gravidade = 10 m/s2.

A

30 N/m

B

80 N/m

C

90 N/m

D

160 N/m

E

180 N/m

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USP 2017 - Física - Oscilação e Ondas, Cinemática, Ondas e Propriedades Ondulatórias, Gráficos do MRU e MRUV

Ondas na superfície de líquidos têm velocidades que dependem da profundidade do líquido e da aceleração da gravidade, desde que se propaguem em águas rasas. O gráfico representa o módulo v da velocidade da onda em função da profundidade h da água.

Uma onda no mar, onde a profundidade da água é 4,0 m, tem comprimento de onda igual a 50 m. Na posição em que a profundidade da água é 1,0 m, essa onda tem comprimento de onda, em m, aproximadamente igual a

A

8.

B

12.

C

25.

D

35.

E

50.

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USP 2016 - Física - Oscilação e Ondas, Ondas e Propriedades Ondulatórias

A figura representa uma onda harmônica transversal, que se propaga no sentido positivo do eixo x, em dois instantes de tempo: t = 3 s (linha cheia) e t = 7 s (linha tracejada).

Dentre as alternativas, a que pode corresponder à velocidade de propagação dessa onda é

A

0,14 m/s

B

0,25 m/s

C

0,33 m/s

D

1,00 m/s

E

2,00 m/s

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USP 2015 - Física - Oscilação e Ondas, Movimento Harmônico

Um pêndulo simples, constituído por um fio de comprimento e uma pequena esfera, é colocado em oscilação. Uma haste horizontal rígida é inserida perpendicularmente ao plano de oscilação desse pêndulo, interceptando o movimento do fio na metade do seu comprimento, quando ele está na direção vertical. A partir desse momento, o período do movimento da esfera é dado por

A

B

C

D

E

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USP 2012 - Física - Oscilação e Ondas, Acústica

Uma flauta andina, ou flauta de pã, é constituída por uma série de tubos de madeira, de comprimentos diferentes, atados uns aos outros por fios vegetais. As extremidades inferiores dos tubos são fechadas. A frequência fundamental de ressonância em tubos desse tipo corresponde ao comprimento de onda igual a 4 vezes o comprimento do tubo. Em uma dessas flautas, os comprimentos dos tubos correspondentes, respectivamente, às notas Mi (660 Hz) e Lá (220 Hz) são, aproximadamente,

Note e adote: A velocidade do som no ar é igual a 330 m/s.

A

6,6 cm e 2,2 cm.

B

22 cm e 5,4 cm.

C

12 cm e 37 cm.

D

50 cm e 1,5 m.

E

50 cm e 16 cm.

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USP 2013 - Física - Oscilação e Ondas, Ondas e Propriedades Ondulatórias, Acústica

É correto apenas o que se afirma em;

O resultado do exame de audiometria de uma pessoa é mostrado nas figuras abaixo. Os gráficos representam o nível de intensidade sonora mínima /, em decibéis (dB), audível por suas orelhas direita e esquerda, em função da frequência ƒ do som, em kHz. A comparação desse resultado com o de exames anteriores mostrou que, com o passar dos anos, ela teve perda auditiva. Com base nessas informações, foram feitas as seguintes afirmações sobre a audição dessa pessoa:

I. Ela ouve sons de frequência de 6 kHz e intensidade de
20 dB com a orelha direita, mas não com a esquerda.

II. Um sussurro de 15 dB e frequência de 0,25 kHz é ouvido
por ambas as orelhas.

III. A diminuição de sua sensibilidade auditiva, com o
passar do tempo, pode ser atribuída a degenerações
dos ossos martelo, bigorna e estribo, da orelha externa,
onde ocorre a conversão do som em impulsos elétricos

A

I

B

II

C

III

D

I e III

E

II e IIII

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USP 2013 - Física - Oscilação e Ondas, Ondas e Propriedades Ondulatórias

Em seguida, Sr. Rubinato reclama: — Não consigo mais ouvir o Lá do violino, que antes soava bastante forte! Dentre as alternativas abaixo para a distância l, a única compatível com a reclamação do Sr. Rubinato é

O Sr. Rubinato, um músico aposentado, gosta de ouvir seus velhos discos sentado em uma poltrona. Está ouvindo um conhecido solo de violino quando sua esposa Matilde afasta a caixa acústica da direita (C_d) de uma distância l, como visto na figura abaixo.