São Camilo 2017 (2º semestre) — questão 42 de Física
Enunciado em texto
Uma mola ideal tem uma de suas extremidades presa a uma parede vertical e a outra presa a um bloco. Tal bloco oscila em movimento harmônico simples entre as posições A e C, passando pelo ponto B, ponto médio do segmento , constituindo um sistema massa-mola.
[Figura: uma mola horizontal presa a uma parede vertical, à esquerda, e a um bloco, à direita, sobre um piso horizontal. Abaixo do piso estão marcadas as posições A, B e C, da esquerda para a direita, com B no meio; o bloco está desenhado logo à direita de B.]
Sobre esse movimento, é correto afirmar que:
(A) em B, a aceleração escalar do bloco é nula.
(B) a aceleração escalar do bloco tem intensidade constante.
(C) a velocidade escalar do bloco tem o menor módulo em B.
(D) entre B e C, o movimento do bloco é sempre retardado.
(E) nos pontos A e C, a resultante das forças sobre o bloco é nula.
(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2017 (2º semestre), Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre velocidade, aceleração e força num bloco que oscila em MHS entre A e C.
Passo 1 — onde fica o equilíbrio. No MHS, o bloco oscila simetricamente em torno da posição de equilíbrio, onde a mola não faz força. Os extremos A e C estão à mesma distância dela, então o equilíbrio é o ponto médio: B.
Passo 2 — força e aceleração. A força da mola é proporcional à deformação, , sempre apontando para B. Pela segunda lei de Newton, a aceleração também:
Em B, x = 0: força nula e aceleração nula. A (A) está correta. Nos extremos A e C, |x| é máximo: força e aceleração são máximas.
Passo 3 — velocidade. A velocidade é zero nos extremos (o bloco para e volta) e máxima em B, onde toda a energia é cinética.
Por que não as outras: (B) a aceleração varia com x: é zero em B e máxima nos extremos. (C) é o contrário: em B a velocidade tem o maior módulo. (D) indo de B para C, o bloco freia (retardado); mas, voltando de C para B, ele ganha velocidade (acelerado). Não é “sempre” retardado. (E) em A e C a resultante é máxima, não nula; o que é nulo ali é a velocidade.
⚠️ A armadilha: achar que, onde a velocidade é zero, a força também é zero, e marcar a (E). Nos extremos o bloco está parado só por um instante, justamente porque a mola, mais deformada, o puxa com a força máxima de volta.
A ideia em uma frase: no MHS, no centro a velocidade é máxima e a aceleração é nula; nos extremos a velocidade é nula e a aceleração é máxima.
Resposta: alternativa A (em B, a aceleração é nula).
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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