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Matemática

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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Vivi perguntou há 6 meses

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Professor José F.
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Respondeu há 6 meses

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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Professor Flavio O.
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Respondeu há 6 meses

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:

  • é a massa do objeto (0,814 kg, pois 814 g = 0,814 kg).
  • é a constante elástica da mola (648,71 N/m).

Portanto:

Agora, use a fórmula do período de um pêndulo simples:

onde:

 

  • é o período do pêndulo.
  • é o comprimento do pêndulo que estamos procurando.
  • é a aceleração devido à gravidade (aproximadamente 9,81 m/s² na superfície da Terra).

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.

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Professor Ronaldo S.
Respondeu há 6 meses

Utilize a fórmula para o período de um pêndulo simples é:

                      T = 2(pi) * (L / g)^0.5       (i)

onde:

  • T é o período do pêndulo (em segundos).
  • L é o comprimento do pêndulo (em metros).
  • g é a aceleração devido à gravidade (aproximadamente 9,81 m/s² na superfície da Terra)
  • pi =3.14 (considere aproximadamente)

A fórmula para o período de um objeto em um MHS preso a uma mola é:

                              T = 2(pi) * (m / k)^0.5      (ii)

onde:

  • T é o período do MHS da mola (em segundos).
  • m é a massa do objeto (em quilogramas).
  • k é a constante elástica da mola (em N/m)

Neste caso, você quer que o período do pêndulo seja igual ao período do objeto na mola, então você pode igualar as duas fórmulas:

               2(pi) * (L / g)^0.5 = 2(pi) * (m / k)^0.5      (iii)

Agora, você pode cancelar os fatores comuns:

                        (L / g) = (m / k)            (iv)

Agora, isole L:

                         L = (m / k) * g       (v)

Insira os valores dados:

  • m (massa do objeto) = 0,814 kg (pois 814 g é igual a 0,814 kg).
  • k (constante elástica da mola) = 648,71 N/m.
  • g (aceleração devido à gravidade) = 9,81 m/s^2  (aproximadamente)

L = (0,814 / 648,71) * 9,81 = 0,0123 metros (aproximadamente)

Portanto, o comprimento do pêndulo simples deve ser aproximadamente 0,0123 metros ou 1,23 cm.

Logo, o valor aproximado de 1,256 cm. Letra 'j"

 
 
 
 

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Professor André A.
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Respondeu há 6 meses
O valor aproximado de 1,256 cm. Letra 'j"
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Professor Daniel C.
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Respondeu há 6 meses

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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