EEAR 2024 (CFS 1) — questão 81 de Física

Enunciado em texto
Na figura, o ponto executa MCU e o , que é a projeção ortogonal de , executa MHS. Além disso, observa-se que é a velocidade tangencial de , φ é a fase num instante t e x é a abscissa que representa a elongação. A função horária da elongação descrita pelo ponto é dada por , em unidades do SI. O valor, em m/s, da velocidade tangencial de é igual a
[Figura: circunferência centrada na origem 0 dos eixos x e y. está sobre a circunferência, no primeiro quadrante; o raio de 0 até forma o ângulo φ com o eixo x. Em , o vetor é tangente à circunferência, apontando para cima e para a esquerda. está no eixo x, logo abaixo de , à distância x da origem.]
a) 3.
b) 6.
c) 12.
d) 24.
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 1/2024 — 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.
Resolução comentada
O que a questão pede: a velocidade de na circunferência, a partir da equação do MHS da sua sombra .
Passo 1 — ler a equação. A forma geral do MHS é . Comparando com :
• amplitude A = 3 m, que é o raio R da circunferência descrita por (a projeção vai de −R a +R);
• pulsação ω = 4 rad/s, que é a velocidade angular de no MCU.
Passo 2 — a velocidade tangencial do MCU:
Conferindo: a velocidade máxima de , no centro da oscilação, é m/s. Faz sentido: ali está no alto ou embaixo da circunferência, andando paralelo ao eixo x, e a sombra tem a mesma velocidade que ele.
⚠️ A armadilha: marcar 3 (alternativa A), que é a amplitude, uma distância em metros, não uma velocidade.
A ideia em uma frase: no MHS, a amplitude é o raio do MCU associado e a pulsação é a sua velocidade angular; então v = ωA.
Resposta: alternativa C (12 m/s).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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