FUVEST 2020: Um pêndulo simples é composto por uma haste metálica leve, presa a um eixo bem lubrificado

FUVEST 2020

(QUESTÃO 079 - V / 055 - K / 065 - Q / 063 - X / 073 - Z)

FUVEST 2020: Um pêndulo simples é composto por uma haste metálica leve, presa a um eixo bem lubrificado, e por uma esfera pequena de massa muito maior que a da haste, presa à sua extremidade oposta.

O período P para pequenas oscilações de um pêndulo é proporcional à raiz quadrada da razão entre o comprimento da haste metálica e a aceleração da gravidade local. Considere este pêndulo nas três situações:

1. Em um laboratório localizado ao nível do mar, na Antártida, a uma temperatura de 0 °C.

2. No mesmo laboratório, mas agora a uma temperatura de 250 K.

3. Em um laboratório no qual a temperatura é de 32 °F, em uma base lunar, cuja aceleração da gravidade é igual a um sexto daquela da Terra.

Indique a alternativa correta a respeito da comparação entre os períodos de oscilação P1, P2 e P3 do pêndulo nas situações 1, 2 e 3, respectivamente.

(A) P1 < P2 < P3
(B) P1 = P3 < P2
(C) P2 < P1 < P3
(D) P3 < P2 < P1
(E) P1 < P2 = P3

QUESTÃO ANTERIOR:
- FUVEST 2020: Um drone voando na horizontal, em relação ao solo (como indicado pelo sentido da seta na figura), deixa cair um pacote de livros.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo)
(I) Vamos expressar as três temperaturas na escala termométrica Celsius:

1. Laboratório ao nível do mar na Antártida:

T1 = 0°C

2. O mesmo laboratório a 250K:

T2 = TKelvin – 273 ⇒ T2 = 250 – 273 (°C)

3. Laboratório em uma base lunar a 32°F:

(II) Para pequenas amplitudes, o período P de oscilação de um pêndulo simples é calculado pela expressão:

L é o comprimento da haste metálica do pêndulo (peso desprezível) e g é a intensidade da aceleração da gravidade local.

(III) Considerando-se que a haste metálica do pêndulo simples se dilata linearmente com o aquecimento, é correto que:

L2 < L1 = L3

(IV) Logo: