EsPCEx 2024/2025 — questão 29 de Física
Enunciado em texto
O desenho a seguir representa um pêndulo simples, preso ao teto no ponto O, e que, desprezando as forças dissipativas, descreve um movimento periódico em um plano, com um ângulo de abertura grande, entre os pontos extremos I e V da sua trajetória.
[Figura: o pêndulo preso em O, com cinco posições ao longo do arco: I e V nos extremos, III no ponto mais baixo e II e IV intermediárias. Desenho ilustrativo – fora de escala.]
Dados: Considere o vetor aceleração da gravidade.
O desenho que melhor representa o vetor aceleração resultante da massa do pêndulo ao longo da trajetória I, II, III, IV, V é:
(A) Nos extremos I e V, a aceleração é tangente ao arco, apontando para o ponto mais baixo; em III, aponta verticalmente para cima, para O; em II e IV, aponta para dentro do arco e para o lado do ponto mais baixo.
(B) Em I não há aceleração; em II, III e IV ela é horizontal, para a direita; em V, aponta para cima e para a direita.
(C) Em todas as posições, a aceleração aponta verticalmente para baixo ou ao longo do fio, para fora de O.
(D) Em todas as posições, exceto I, a aceleração é horizontal, para a direita.
(E) Em todas as posições, a aceleração aponta ao longo do fio, para O.
(Enunciado e figura: EsPCEx — Concurso de Admissão 2024/2025, 1º dia, Modelo A.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx), do Exército Brasileiro.
Resolução comentada
O que a questão pede: como é o vetor aceleração em cada ponto do arco.
As duas componentes. No pêndulo, a aceleração tem uma parte tangencial (, que muda o módulo da velocidade) e uma centrípeta (, apontando para O, que muda a direção).
- Extremos I e V: v = 0, então não há centrípeta. Só sobra a tangencial, tangente ao arco e apontando para o ponto mais baixo.
- Ponto mais baixo III: o fio está vertical, a componente tangencial é zero e a velocidade é máxima. Só há centrípeta, vertical para cima, para O.
- II e IV: as duas componentes existem. A soma aponta para dentro do arco, inclinada para o lado de III.
É exatamente o que mostra o desenho A.
⚠️ A armadilha: desenhar a aceleração sempre para baixo, "porque é a gravidade" (desenho C), ou sempre para O (desenho E). A aceleração resultante só aponta para O no ponto mais baixo.
A ideia em uma frase: no pêndulo, nos extremos a aceleração é só tangencial; no ponto mais baixo é só centrípeta; no meio do caminho é a soma das duas.
Resposta: alternativa A.
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.