EEAR 2023 (CFS 1) — questão 91 de Física

Enunciado em texto

Um pêndulo simples é abandonado da posição B e seu movimento é observado até a posição C. O movimento da projeção da sombra da esfera do pêndulo sobre um eixo horizontal, onde são marcadas as posições (x), descreve um movimento harmônico simples, conforme a figura.

[Figura: um pêndulo preso ao “teto” por um “cabo”, com uma “esfera” na ponta. Uma linha pontilhada horizontal liga a posição B (à esquerda) à posição C (à direita). Linhas tracejadas verticais descem de B, do ponto de suspensão e de C até um eixo horizontal x, onde marcam −A, 0 e A.]

Considerando o movimento do pêndulo conservativo, assinale a alternativa que representa corretamente a energia cinética (Ec) referente ao componente horizontal da velocidade do pêndulo em função da posição x.

Considere que

I – a esfera possui massa igual a “m”;

II – o cabo tem massa desprezível;

III – a pulsação do movimento é representado por “ω” e

IV – as projeções dos pontos B e C no eixo “x” são, respectivamente, as posições -A e A.

a) [Gráfico $E_C$ × x: parábola com a concavidade para baixo; vale zero em x = −A e em x = A e tem máximo em x = 0, igual a $m\omega^2A^2/2$.]

b) [Gráfico $E_C$ × x: parábola com a concavidade para baixo; vale zero em x = −A e em x = A e tem máximo em x = 0, igual a $m\omega^2A^2$.]

c) [Gráfico $E_C$ × x: parábola com a concavidade para cima; vale zero em x = 0 e chega a $m\omega^2A^2/2$ em x = −A e em x = A.]

d) [Gráfico $E_C$ × x: parábola com a concavidade para cima; vale zero em x = 0 e chega a $m\omega^2A^2$ em x = −A e em x = A.]

(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 1/2023 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.