UFSC 2012 — questão 21 de Física
Enunciado em texto
Dois relógios de pêndulos idênticos, A e B, localizados na linha do Equador e ao nível do mar, são sincronizados com um relógio atômico altamente preciso. Suponha que o relógio B seja levado para diversos locais, listados na tabela abaixo. (Dado: )
| Pico do Monte Everest |
| --- |
| Polo Norte |
| Estação Espacial Internacional |
| Lua |
| Júpiter |
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) sobre o funcionamento do relógio B.
(01) No pico do Monte Everest o relógio B se atrasará em relação ao relógio A.
(02) No Polo Norte o relógio B se adiantará em relação ao relógio A.
(04) Na Estação Espacial Internacional o relógio B não funcionará, pois não há atuação da força gravitacional da Terra.
(08) Na Lua o relógio B se adiantará em relação ao relógio A.
(16) Em Júpiter o relógio B se adiantará em relação ao relógio A.
(Enunciado: Vestibular UFSC 2012 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: decidir, em cada lugar, se o pêndulo do relógio B oscila mais rápido ou mais devagar que o de A.
A ferramenta: o período do pêndulo simples é
Onde g é maior, o período é menor: o pêndulo bate mais vezes por hora e o relógio adianta. Onde g é menor, o relógio atrasa.
(01) Verdadeira. No pico do Everest, a quase 9 km de altitude, o relógio está mais longe do centro da Terra: g é um pouco menor, o período aumenta e o relógio atrasa.
(02) Verdadeira. No polo, g é maior que no Equador, por dois motivos: a Terra é achatada (o polo está mais perto do centro) e lá não há o efeito da rotação, que no Equador “gasta” parte da gravidade como centrípeta. Período menor: o relógio adianta.
(04) Falsa. A conclusão está certa, mas o motivo não. Na altura da estação (uns 400 km), a gravidade da Terra ainda vale cerca de 90% do valor na superfície; é ela que mantém a estação em órbita. O pêndulo não oscila porque tudo lá dentro está em queda livre junto com a estação (imponderabilidade): não há peso aparente para fazer o pêndulo voltar.
(08) Falsa. Na Lua, g é cerca de 1/6 do terrestre: o período fica maior e o relógio atrasa.
(16) Verdadeira. Na superfície, . Júpiter tem 318 vezes a massa da Terra e cerca de 11 vezes o raio, então
Com g maior, o período diminui e o relógio adianta.
⚠️ A armadilha: inverter a relação: “mais gravidade, mais peso, pêndulo mais lento”. É o contrário: mais gravidade puxa o pêndulo de volta com mais força, e ele oscila mais rápido.
A ideia em uma frase: o período do pêndulo cai com a raiz de g: gravidade maior adianta o relógio, gravidade menor o atrasa.
Resposta: soma 19 (01 + 02 + 16).
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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