UFSC 2020 — questão 22 de Física

Enunciado em texto

Acelerômetros são sensores inerciais utilizados para monitoramento de movimentos. Atualmente, têm sido integrados em diversas tecnologias assistivas, particularmente em sistemas de detecção de quedas, que permitem o monitoramento de idosos em sua residência e a assistência médica de forma emergencial. O princípio básico de funcionamento de um acelerômetro é um sistema de massa e mola. As molas são governadas pela Lei de Hooke, o que permite medir a aceleração conhecendo-se o deslocamento de uma massa. Na figura ao lado, é apresentado um acelerômetro constituído por uma massa m e uma mola de constante elástica K que é mantido perpendicular ao chão e realiza algumas medidas de acelerações verticais. Na posição A, medida em relação à parte inferior da esfera, a mola se encontra no seu estado relaxado. Na posição B, medida em relação à parte inferior da esfera, o sistema está em equilíbrio dinâmico.

[Figura: um tubo vertical fechado, com uma mola presa no alto e uma esfera (a massa m) pendurada na ponta de baixo da mola. Ao lado do tubo há três marcas, de cima para baixo: A, B e C. A distância entre A e B é ΔX, e a distância entre B e C também é ΔX.]

Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

(01) quando a massa m está na posição B, medida em relação à parte inferior da esfera, a aceleração do acelerômetro tem módulo igual à aceleração gravitacional g.

(02) quando a massa m está na posição B, medida em relação à parte inferior da esfera, o deslocamento ΔX é dado por $\Delta x = \frac{mg}{K}$.

(04) quando a massa m está na posição A, medida em relação à parte inferior da esfera, a aceleração do acelerômetro tem sentido vertical para baixo e módulo igual à aceleração gravitacional g.

(08) quando a massa m está na posição C, medida em relação à parte inferior da esfera, a aceleração do acelerômetro tem sentido vertical para cima e módulo igual à aceleração gravitacional g.

(16) para medir a aceleração centrípeta de um carrossel, o acelerômetro deveria ser posicionado na mesma direção do seu eixo de rotação.

(32) molas são os únicos objetos que podem ser modelizados de acordo com a Lei de Hooke.

(Enunciado e figura: Vestibular UFSC/UFFS 2020 — 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).