O objeto de massa 814 g executa o movimento harmônico simples preso a extremidade de uma mola, cuja elástica é de 648,71 N/m. Qual deve ser o comprimento de um pêndulo simples para que ele oscile com o período igual ao do objeto preso a Mola?
A.0,013 cm
B. 0,796 cm
C.1,256 x 10³ cm
D.0.679 cm
E. 0,126 cm
F.13,827 cm
G. 796,119 cm
H. 3,710 cm
I. 3,003 cm
J. 1,256 cm
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Se os períodos são iguais, as frequências angulares são iguais. Então
Disso, a gente conclui que
Substituindo os valores, e tendo cuidado nas unidades, a gente encontra o seguinte valor:
O valor mais próximo é a letra J, e a pequena diferença é porque utilizou-se uma aproximação mais grosseira para a aceleração da gravidade .
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Olá Vivi,
Embora sua pergunta ja tenha sido respondida correta e adequadamente, resolvi igualmente desenvolver passo a passo.
Primeiro, calcule o período do objeto preso à mola usando a fórmula do período do movimento harmônico simples (MHS) para um sistema massa-mola:
onde:
Portanto:
Agora, use a fórmula do período de um pêndulo simples:
onde:
Igualando e :
Isolando , que é o comprimento do pêndulo:
Elevando ambos os lados da equação ao quadrado:
Agora, multiplique ambos os lados da equação por 9,81 para isolar :
Calculando o valor de :
L?0,00679?m=0,679?cm
Portanto, o comprimento do pêndulo simples deve ser de aproximadamente 0,679 cm para que ele oscile com o mesmo período que o objeto preso à mola. A resposta correta é a opção D) 0,679 cm.
Para encontrar o comprimento de um pêndulo simples que oscilará com o mesmo período que o objeto preso à mola, você pode usar a fórmula para o período de um pêndulo simples:
Onde: T é o período do pêndulo simples, L é o comprimento do pêndulo, g é a aceleração devido à gravidade (aproximadamente 9,8 m/s² na Terra).
Primeiro, precisamos encontrar o período do objeto preso à mola. O período de um objeto em movimento harmônico simples (MHS) em uma mola é dado por:
Onde: T é o período do MHS, m é a massa do objeto (em kg), k é a constante elástica da mola (em N/m).
Neste caso, a massa do objeto é 0,814 kg e a constante elástica da mola é 648,71 N/m.
Agora, calcule o período do objeto na mola:
Agora, usando a fórmula do período do pêndulo simples, podemos encontrar o comprimento do pêndulo:
Agora, resolvemos para L:
Portanto, o comprimento do pêndulo simples deve ser de aproximadamente 67,7 cm.
A resposta correta é a opção D: 0,679 cm.
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