Santa Marcelina 2024 — questão 52 de Física
Enunciado em texto
A figura 1 representa um pêndulo simples, movimento em que uma esfera suspensa por um fio ideal oscila percorrendo um arco de circunferência contido em um plano vertical. A figura 2 representa um pêndulo cônico, movimento em que uma esfera suspensa por um fio ideal gira em um movimento circular e uniforme de centro C, contido em um plano horizontal.
[Figura 1 — “Pêndulo simples”: esfera azul presa a um fio, mostrada em cinco posições ao longo de um arco de circunferência num plano vertical. Figura 2 — “Pêndulo cônico”: esfera vermelha presa a um fio, mostrada em quatro posições de uma circunferência horizontal tracejada de centro C, que fica na vertical abaixo do ponto de suspensão.]
A respeito desses dois movimentos, se desprezarmos a resistência do ar,
(A) no pêndulo cônico, três forças atuam sobre a esfera.
(B) no pêndulo simples, apenas duas forças atuam sobre a esfera.
(C) no pêndulo simples, a resultante das forças sobre a esfera é nula em uma única posição.
(D) no pêndulo cônico, o movimento da esfera é periódico, mas no pêndulo simples, não.
(E) no pêndulo cônico, a aceleração da esfera é nula.
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2024 (1º semestre) — FASM/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: qual afirmação sobre as forças e o movimento dos dois pêndulos é verdadeira.
Passo 1 — quais forças agem. Sem resistência do ar, nos dois pêndulos a esfera só sofre duas forças: o peso (da Terra) e a tração do fio. Não há outra coisa tocando ou puxando a esfera. Então (B) é verdadeira e (A) é falsa: a “força centrípeta” do pêndulo cônico não é uma terceira força, é o nome da resultante de peso e tração.
Passo 2 — julgar o resto. (C) No ponto mais baixo do pêndulo simples a esfera tem velocidade máxima e faz curva: a resultante é centrípeta, não nula. Nos extremos a velocidade é zero, mas a componente tangencial do peso não é. Nunca há resultante nula durante a oscilação. (D) Os dois movimentos se repetem em intervalos iguais: ambos são periódicos. (E) No movimento circular uniforme há aceleração centrípeta, v²/R, apontando para C: não é nula.
⚠️ A armadilha: contar a força centrípeta como uma terceira força no pêndulo cônico (alternativa A). Centrípeta é o papel que a resultante cumpre, não uma força a mais.
A ideia em uma frase: nos dois pêndulos só agem peso e tração; a resultante delas é que curva a trajetória.
Resposta: alternativa B (só peso e tração no pêndulo simples).
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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