UEM 2018 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 16 de Física

Enunciado em texto
Um fio de nylon, cuja extremidade esquerda está fixa em um suporte, passa por uma roldana de massa desprezível à direita e está amarrado a um bloco de massa que está pendurado, proporcionando uma tensão no fio. A parte horizontal do fio, entre a extremidade fixa e o ponto em que toca a roldana, tem comprimento e massa , com . Nesse experimento, em que as variáveis são representadas pelo conjunto , um pulso ondulatório se propaga na parte horizontal do fio com velocidade, em módulo, igual a . Se o experimento for realizado com novas variáveis, representadas pelo conjunto , o módulo da velocidade do pulso passa a ser igual a . Sobre esse sistema, assinale o que for correto.
(01) Se , .
(02) Se , .
(04) Se , .
(08) Se , .
(16) Se , .
(Enunciado: Vestibular UEM 2018 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: ver como a velocidade do pulso muda com a massa pendurada, o comprimento e a massa do fio.
Passo 1 — a fórmula de Taylor. A tração é o peso do bloco, , e a densidade linear é :
Logo é proporcional a .
(01) Falsa. Dobrar divide por : , não .
(02) Falsa. multiplica por : .
(04) Verdadeira.
(08) Verdadeira. : .
(16) Falsa. Com a mesma massa num fio duas vezes mais comprido, cai à metade: .
⚠️ A armadilha: esquecer a raiz quadrada (e achar que dobrar divide por 2, como na (01)), ou esquecer que é massa por comprimento (e achar que mudar não altera nada, como na (16)).
A ideia em uma frase: v = √(F/μ): a velocidade cresce com a raiz da tração e cai com a raiz da densidade linear.
Resposta: soma 12 (04 + 08).
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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