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Questão FC277648

Considere uma mola de constante elástica k = 500 N/m com uma de suas extremidades fixada em uma parede e a outra, em um bloco de massa igual a 1 kg, que pode se movimentar em uma s

Oscilações (inclui Movimento Harmônico Simples)

CEBRASPE (CESPE) · 2023

Considere uma mola de constante elástica k = 500 N/m com uma de suas extremidades fixada em uma parede e a outra, em um bloco de massa igual a 1 kg, que pode se movimentar em uma superfície horizontal sem atrito. Assinale a opção que apresenta corretamente a frequência angular, em s-1, desse bloco.

  1. \(10\sqrt{5}\)
  2. \(\dfrac{\sqrt{5}}{5}\)
  3. \(\dfrac{\sqrt{5}}{10}\)
  4. \(\dfrac{\sqrt{5}}{2}\)
  5. \(2\sqrt{5}\)
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Gabarito

A

Comentário do professor

Em um sistema massa-mola sem atrito a equação do movimento é \(m\ddot x + kx = 0\). Daí decorre a definição da frequência angular natural: \(\omega=\sqrt{k/m}\).

Substituindo os valores fornecidos, \(k=500\ \mathrm{N/m}\) e \(m=1\ \mathrm{kg}\), obtemos \(\omega=\sqrt{500/1}=\sqrt{500}\).

Fatorando, \(\sqrt{500}=\sqrt{100\cdot5}=10\sqrt{5}\). Assim, o resultado é \(\omega=10\sqrt{5}\ \mathrm{s^{-1}}\), aproximadamente \(22{,}36\ \mathrm{s^{-1}}\).

Fisicamente, \(\omega\) indica quão rápidas são as oscilações: maior \(k\) ou menor \(m\) implicam maior \(\omega\).

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