Função horária da velocidade e da aceleração do MHS

 

Função horária da velocidade e da aceleração do MHS

 

Função horária da velocidade V​​ do MHS

 

No MCU (movimento circular uniforme) o vetor velocidade​​ tem​​ direção​​ sempre tangente​​ em​​ cada ponto​​ e no​​ sentido​​ do​​ movimento.

 

 

Gráfico da velocidade em função do tempo​​ de um MHS

 

 

Função horária da aceleração a​​ do MHS

 

Função da elongação relacionada com a aceleração

 

Gráfico​​ aceleração X tempo​​ num MHS

 

 Gráfico​​ aceleração​​ X​​ elongação​​ num MHS

 

 

 

O que você deve saber,​​ informações e dicas

 

Definições

 

​​ Elongação (x)​​  posição (localização)​​ da partícula em​​ MHS sobre o eixo x​​ em relação à origem 0, ou seja, mostra a que​​ distância de 0 a partícula se encontra em determinado instante.

 

Amplitude (A)  em​​ módulo​​ é a​​ elongação máxima do MHS​​ e corresponde ao​​ raio da circunferência do MCU (R = A).

Período (T)  corresponde ao​​ tempo que o MCU​​ demora para​​ efetuar uma volta completa​​ ou ao​​ tempo que o MHS demora para efetuar um “vai e vem” completo sobre a reta x.

 

​​ Frequência​​ (f)  número​​ de voltas completas (MCU)​​ ou número​​ de idas e voltas completas (MHS),​​ na unidade de tempo.

 

 

 

Função​​ 

​​ 

 

 

Gráficos

 

 

Facilitando o entendimento​​ (representação da​​ elongação X, velocidade v​​ e​​ aceleração a​​ juntos​​ e no mesmo instante)

    

Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre

Função horária da velocidade e da aceleração do MHS

 

01-(fisicaevestibular) ​​ 

Pede-se:

a)​​ a​​ função horária​​ da​​ velocidade

b)​​ a​​ velocidade máxima​​ e a​​ velocidade mínima

c)​​ o​​ gráfico​​ da velocidade​​ em função do​​ tempo

d)​​ a​​ função horária​​ da​​ aceleração

e)​​ a​​ aceleração máxima​​ e a​​ aceleração mínima

f)​​ o gráfico da​​ aceleração​​ em função do​​ tempo

g)​​ o gráfico da​​ aceleração​​ a​​ em função da​​ elongação​​ x

Resolução:

g)

 

02-​​ (UFCE​​ – CE) 

​​ 

A​​ figura​​ a seguir mostra uma​​ partícula P,​​ em movimento​​ circular uniforme,​​ em um​​ círculo​​ de​​ raio r,​​ com​​ velocidade angular constante w,​​ no tempo​​ t = 0.

Resolução:

Se você não domina a teoria, a demonstração está a seguir:

Função horária da velocidade V do MHS

No MCU (movimento circular uniforme) o vetor velocidade​​ tem​​ direção​​ sempre tangente​​ em​​ cada ponto​​ e no​​ sentido​​ do​​ movimento.

R- C

 

03-​​ (UNESP​​ -​​ SP) 

a)​​ O​​ tempo​​ necessário para que este​​ móvel vá da posição de equilíbrio para a posição de​​ elongação máxima.

b)​​ A​​ velocidade máxima​​ e a​​ aceleração máxima

Resolução:

 

04-​​ (UFPB​​ - PB) 

Uma​​ partícula​​ material executa um​​ movimento harmônico simples​​ (MHS) em torno do ponto​​ x = 0.​​ Sua​​ aceleração, em​​ função da posição,​​ é descrita pelo​​ gráfico a seguir.

Nessas condições, a​​ frequência​​ angular​​ (w)​​ do​​ MHS é:

a)​​ 4 rad/s

b)​​ 3 rad/s

c)​​ 2 rad/s

d)​​ 1 rad/s

e)​​ 0,5 rad/s

Resolução:

R- C

 

05- (MACKENZIE​​ -​​ SP) 

Um​​ disco​​ de​​ 20cm de diâmetro​​ gira uniformemente em torno de um​​ eixo O,​​ sobre um​​ plano horizontal​​ executando 60​​ rpm.​​ 

Perpendicularmente​​ ao​​ plano do disco,​​ existe um​​ anteparo,​​ conforme​​ figura.

Ao​​ fixarmos​​ um​​ objeto​​ cilíndrico de pequeno diâmetro​​ perpendicularmente ao disco,​​ num ponto de​​ sua periferia,​​ o mesmo​​ passa a descrever um MCU de​​ frequência​​ igual a do disco.​​ 

Pede-se a​​ máxima velocidade​​ da​​ sombra do objeto.

Resolução:

06-​​ (MACKENZIE​​ -​​ SP) 

Uma​​ partícula​​ em​​ MHS​​ tem​​ velocidade máxima 2,0m/s.​​ 

Se a​​ amplitude​​ do movimento é​​ 20​​ cm,​​ seu​​ período​​ é de:

a)​​ 2 min

b)​​ 0,20 min

c)​​ 20 s

d)​​ 2,0 s

e)​​ 0,2 s

Resolução:

R- E

 

07-​​ (PUC​​ -​​ SP) 

A​​ figura abaixo​​ representa uma​​ senoide​​ para t​​ >​​ 0,​​ indicando a​​ velocidade​​ do​​ ponto P​​ móvel na trajetória (0,x),​​ em função do tempo.

a)​​ sua​​ velocidade inicial​​ e sua​​ fase inicial

b)​​ sua​​ pulsação​​ (velocidade angular) e sua​​ amplitude

c)​​ a​​ maior distância​​ que ele​​ alcança​​ da​​ origem

d)​​ a​​ aceleração máxima​​ por ele adquirida

Resolução:

 

08-​​ (UFF​​ -​​ RJ) 

Medidores de tempo​​ são, em geral, baseados em​​ osciladores periódicos.​​ 

Um​​ exemplo​​ mecânico simples de um desses osciladores é obtido com um​​ carrinho, preso a duas molas ideais,​​ que​​ oscila, sem atrito, entre as posições x = ± L​​ em​​ torno​​ da sua​​ posição de equilíbrio x = 0,​​ conforme ilustrado na​​ figura 1.

Assinale o gráfico​​ que​​ melhor representa a aceleração do carrinho​​ em função da​​ sua posição x.

Resolução:

Gráfico​​ aceleração​​ X​​ elongação​​ num MHS

 

 

R- D 

 

09-​​ (UFCE​​ - CE) 

Um​​ carrinho​​ desloca-se com​​ velocidade constante,​​ ,​​ sobre uma​​ superfície horizontal sem atrito,​​ conforme​​ figura.

O​​ carrinho​​ choca-se contra uma​​ mola de massa desprezível, ficando​​ preso a ela.​​ 

O​​ sistema mola+carrinho​​ começa então a​​ oscilar em movimento harmônico simples,​​ com​​ amplitude de valor A.​​ 

Determine​​ o período​​ de oscilação do sistema.

Resolução:

No​​ instante em que o carrinho​​ se choca com a mola, o​​ módulo​​ de​​ ​​ é​​ máximo​​ e vale​​ vmáximo​​ =​​ w.A​​ (veja teoria)   Vo​​ =​​ w.A ​​  Vo​​ = 2πT.A ​​ ​​ T =​​ 2π.AVo