UNESP 2023 (2ª fase) — questão 54 de Física

Enunciado em texto

Um professor faz um experimento para demonstrar a relação entre a frequência de oscilação de um pêndulo simples e o comprimento desse pêndulo. Para isso, segura uma extremidade de um fio de massa desprezível que está apoiado em um pino horizontal fixo em uma parede, de modo que o comprimento suspenso desse fio meça 80 cm. Nessa situação, uma pequena esfera, presa à outra extremidade desse fio, oscila em um plano vertical, entre os pontos P e Q, com uma frequência de oscilação $f_0$.

[Figura: uma mão, à direita, segura a ponta de um fio que passa horizontalmente por cima de um pino (indicado por uma seta, com o rótulo “Pino”) e desce até uma esfera; o trecho suspenso mede 80 cm. A esfera aparece no ponto P (extremo esquerdo); uma linha tracejada mostra o fio na outra posição extrema, Q, e um arco tracejado liga P a Q. Acima da mão, uma seta para a direita com o rótulo “Movimento”.]

Em determinado instante do movimento oscilatório, o professor puxa o fio movimentando sua mão horizontalmente para a direita com velocidade constante de 20 cm/s, durante 3 s, e o fio desliza sobre o pino. Considerando que o período de oscilação desse pêndulo possa ser calculado com a expressão $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{L}{g}}$, em que L é o comprimento do pêndulo e g é a aceleração da gravidade local, ao final do intervalo de 3 s a nova frequência de oscilação desse pêndulo será:

(A) $4f_0$

(B) $2f_0$

(C) $\dfrac{f_0}{2}$

(D) $\dfrac{f_0}{4}$

(E) $8f_0$

(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2023, 2ª fase — 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.