Dissertativa 14 - Dia 2 - Unifesp 2026

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Questão 14

Dissertativa
14

A figura mostra um barco de 500 kg no mar, em uma região em que ondas transversais de amplitude constante se propagam com velocidade constante na direção x. O gráfico representa como varia, em função do tempo, a altura h desse barco em relação ao fundo plano e horizontal do mar, nessa região.

a) Calcule, em Hz, a frequência das ondas do mar na região em que se encontra o barco e a velocidade de propagação dessas ondas, em m/s, nessa região.

b) Adotando  g = 10 m/s2, calcule o trabalho, em joules, realizado pelo peso do barco quando ele se movimenta da posição de menor para a posição de maior altura h. Em seguida, calcule a amplitude, em metros, do movimento oscilatório desse barco.

Resolução:

a) Pelo gráfico da altura h do barco em função do tempo t, percebe-se que o período de oscilação das ondas é de 20 s. Logo, como a frequência é o inverso do período, tem-se:

f = 1T = 120

f  = 0,05 Hz

Pela ilustração do barco, percebe-se que metade do comprimento de onda equivale a 150 m. Assim, o módulo da velocidade de propagação dessa onda é:

v = λf

v = 300 · 120

v=15m/s

b) Pelo gráfico, percebe-se que a amplitude do movimento é metade da distância vertical entre uma crista e um vale, ou seja, 2 m.

Quanto ao trabalho realizado pela força peso, da posição de menor altura (10 m) para a posição de maior altura (14 m), o vetor deslocamento é antiparalelo ao vetor peso, de modo que: 

Wp = Py cos(180º)Wp = mg(yr - y0)(-1)Wp = -500 · 10 · 4Wp = -20 000 J

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