UNESP 2016 (meio de ano) — questão 76 de Física
Enunciado em texto
Em um parque de diversões, existe uma atração na qual o participante tenta acertar bolas de borracha na boca da figura de um palhaço que, presa a uma mola ideal, oscila em movimento harmônico simples entre os pontos extremos A e E, passando por B, C e D, de modo que em C, ponto médio do segmento AE, a mola apresenta seu comprimento natural, sem deformação.
[Figura: a figura de um palhaço, presa a uma mola horizontal fixa numa parede à esquerda, desliza sobre um trilho. No trilho estão marcados, da esquerda para a direita, os pontos A, B, C, D e E; C fica no meio, entre A e E.]
Uma pessoa, ao fazer suas tentativas, acertou a primeira bola quando a boca passou por uma posição em que o módulo de sua aceleração é máximo e acertou a segunda bola quando a boca passou por uma posição onde o módulo de sua velocidade é máximo. Dos pontos indicados na figura, essas duas bolas podem ter acertado a boca da figura do palhaço, respectivamente, nos pontos
(A) A e C.
(B) B e E.
(C) C e D.
(D) E e B.
(E) B e C.
(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2016, meio de ano — Unesp/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual Paulista (Unesp) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: onde a aceleração tem módulo máximo e onde a velocidade tem módulo máximo, no MHS do palhaço.
Passo 1 — a aceleração. A força da mola é proporcional à deformação (), então a aceleração também é (). Ela é máxima onde a deformação é máxima: nos extremos, A ou E.
Passo 2 — a velocidade. A energia mecânica se conserva: nos extremos ela é toda elástica (velocidade zero); no ponto em que a mola não está deformada, ela é toda cinética. A velocidade é máxima no ponto de equilíbrio, C.
Passo 3 — juntar. Primeira bola em A ou E; segunda bola em C. Entre as alternativas, só “A e C” serve.
Por que não as outras: (B) em B a aceleração não é máxima e em E a velocidade é zero; (C) em C a aceleração é zero; (D) E está certo para a primeira bola, mas em B a velocidade não é máxima; (E) B não é extremo.
⚠️ A armadilha: achar que onde a velocidade é máxima a aceleração também é. É o contrário: no MHS, no centro a velocidade é máxima e a aceleração é nula; nos extremos a velocidade é nula e a aceleração é máxima.
A ideia em uma frase: no MHS, aceleração máxima nos extremos (mola mais deformada) e velocidade máxima no centro (mola relaxada).
Resposta: alternativa A (A e C).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.