UFRGS 2018 — questão 6 de Física
Enunciado em texto
Instrução: O enunciado a seguir refere-se às questões 05 e 06.
A figura abaixo representa duas esferas, 1 e 2, de massas iguais a m, presas nas extremidades de uma barra rígida de comprimento L e de massa desprezível. O sistema formado é posto a girar com velocidade angular constante em torno de um eixo, perpendicular à página, que passa pelo ponto P.
[Figura: uma barra horizontal com a esfera 1 (massa m) na extremidade esquerda e a esfera 2 (massa m) na extremidade direita. O ponto P fica sobre a barra, à distância L/3 do centro da esfera 1; a distância entre os centros das duas esferas é L.]
Em relação ao eixo de rotação em P, o centro de massa do sistema descreve uma trajetória circunferencial de raio
(A) L/2.
(B) L/3.
(C) L/4.
(D) L/6.
(E) L/9.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2018, 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: a distância entre o centro de massa do sistema e o eixo P; é o raio da circunferência que o centro de massa descreve.
Passo 1 — onde fica o centro de massa. A barra não tem massa e as duas esferas têm a mesma massa m: o centro de massa fica bem no meio, a L/2 da esfera 1.
Com a origem na esfera 1:
Passo 2 — a distância até P. O ponto P está a L/3 da esfera 1, do mesmo lado. O centro de massa fica além de P:
Como o sistema gira em torno de P, o centro de massa descreve uma circunferência de raio L/6.
⚠️ A armadilha: parar em L/2 (alternativa A). Esse número é a posição do centro de massa medida a partir da esfera 1, não a partir do eixo P.
A ideia em uma frase: com massas iguais, o centro de massa é o ponto médio; o raio da sua trajetória é a distância dele até o eixo.
Resposta: alternativa D (L/6).
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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