UFRGS 2014 — questão 10 de Física
Enunciado em texto
A figura abaixo representa o movimento de um pêndulo que oscila sem atrito entre os pontos e .
[Figura: um pêndulo preso ao teto; a esfera aparece na posição extrema da esquerda, , e (tracejada) na posição extrema da direita, ; uma linha pontilhada em arco liga as duas posições, passando pelo ponto mais baixo.]
Qual dos seguintes gráficos melhor representa a energia mecânica total do pêndulo – – em função de sua posição horizontal?
(A) [Gráfico × x: arco para cima, valendo zero em e em e máximo no meio.]
(B) [Gráfico × x: curva em U, máxima em e em e valendo zero no meio.]
(C) [Gráfico × x: reta horizontal, com o mesmo valor de a .]
(D) [Gráfico × x: em forma de V, com dois segmentos de reta, máxima nas extremidades e zero no meio.]
(E) [Gráfico × x: em forma de V invertido, com dois segmentos de reta, zero nas extremidades e máxima no meio.]
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2014, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: como a energia mecânica total varia ao longo da oscilação.
Passo 1 — sem atrito, a energia mecânica se conserva. As forças no pêndulo são o peso (conservativo) e a tração do fio, que é sempre perpendicular ao movimento e não realiza trabalho. Não há atrito nem resistência do ar. Então:
Passo 2 — o gráfico. Uma grandeza constante, em função de qualquer coisa, é uma reta horizontal: alternativa C.
Por que não as outras: a (A) tem a forma da energia cinética (zero nos extremos, onde a esfera para, e máxima embaixo); a (B) tem a forma da energia potencial (máxima nos extremos, mínima embaixo). Cada uma varia, mas a soma das duas não. A (D) e a (E) nem têm a forma certa dessas parcelas.
⚠️ A armadilha: marcar a (A) ou a (B) pensando só na cinética ou só na potencial. A pergunta é sobre a energia total.
A ideia em uma frase: sem atrito, a energia do pêndulo só troca de forma (cinética ↔ potencial), e o total fica constante.
Resposta: alternativa C (reta horizontal).
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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