UECE 2025.2 — questão 43 de Física
Enunciado em texto
No laboratório de mecânica básica da Universidade Estadual do Ceará, estão montados, sobre uma mesma bancada horizontal e lisa, dois experimentos do tipo massa-mola idênticos. No primeiro experimento, o sistema massa-mola é posto a oscilar em movimento harmônico simples com amplitude A. No segundo experimento, com amplitude 2A, o sistema massa-mola também executa um movimento harmônico simples. Sabendo que, no primeiro experimento, o sistema massa-mola possui uma energia mecânica total igual a U e oscila com frequência X, a energia mecânica total do segundo sistema e sua frequência, em termos de U e X, valem, respectivamente,
A) 2U e X.
B) 4U e X.
C) 2U e 2X.
D) 4U e 2X.
(Enunciado: Vestibular UECE 2025.2, 1ª fase — CEV/UECE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Ceará (UECE) e à sua Comissão Executiva do Vestibular (CEV/UECE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com a energia e com a frequência quando a amplitude dobra, mantendo a mesma massa e a mesma mola.
Passo 1 — a energia. No ponto de máximo afastamento a velocidade é zero e toda a energia está na mola:
Com amplitude 2A:
Passo 2 — a frequência. A frequência do massa-mola depende só da mola e da massa:
A amplitude não aparece. Como os sistemas são idênticos, a frequência continua X.
⚠️ As armadilhas: achar que a energia dobra junto com a amplitude (2U, alternativas A e C), esquecendo que ela depende do quadrado da amplitude. Ou achar que, oscilando “mais longe”, ela oscila mais depressa (2X, alternativas C e D). Na verdade, com amplitude maior a massa anda mais depressa e cobre a distância maior no mesmo tempo.
A ideia em uma frase: no MHS a energia cresce com o quadrado da amplitude, e a frequência não depende da amplitude.
Resposta: alternativa B (4U e X).
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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