ENEM - 2014 Christiaan Huygens, em 1656, criou o relógio de pêndulo. Nesse dispositivo, a pontualidade…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
ENEM - 2014 Christiaan Huygens, em 1656, criou o relógio de pêndulo. Nesse dispositivo, a pontualidade baseia-se na regularidade das pequenas oscilações do pêndulo. Para manter a precisão desse relógio, diversos problemas foram contornados. Por exemplo, a haste passou por ajustes até que, no início do século XX, houve uma inovação, que foi sua fabricação usando uma liga metálica que se comporta regularmente em um largo intervalo de temperaturas. YODER, J. G. Unrolling Time: Christiaan Huygens and the mathematization of nature. Cambridge: Cambridge University Press, 2004 (adaptado). Desprezando a presença de forças dissipativas e considerando a aceleração da gravidade constante, para que esse tipo de relógio realize corretamente a contagem do tempo, é necessário que o(a) Desprezando a presença de forças dissipativas e considerando a aceleração da gravidade constante, para que esse tipo de relógio realize corretamente a contagem do tempo, é necessário que o(a)
- A) Comprimento da haste seja mantido constante.
- B) Massa do corpo suspenso pela haste seja pequena.
- C) Material da haste possua alta condutividade térmica.
- D) Amplitude da oscilação seja constante a qualquer temperatura.
- E) Energia potencial gravitacional do corpo suspenso se mantenha constante.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Num pêndulo simples, com oscilações pequenas e g constante, o período é dado por T = 2 vezes pi vezes a raiz quadrada de (L/g), em que L é o comprimento da haste. Para que o relógio marque o tempo corretamente, o período precisa ser sempre o mesmo, logo L deve permanecer constante. Passo 2: Como a haste dilata com o calor, a variação de temperatura altera L e, portanto, o período; por isso a liga metálica com dilatação praticamente constante em um largo intervalo de temperaturas foi a inovação do início do século XX. Passo 3: A alternativa A é, portanto, a correta, e coincide com o gabarito oficial. Passo 4: A alternativa B está errada, pois o período do pêndulo não depende da massa do corpo suspenso. Passo 5: A alternativa C está errada, pois o que importa é que o comprimento não varie, e não a capacidade do material de conduzir calor. Passo 6: A alternativa D está errada, pois a isocronia vale para pequenas oscilações, e a amplitude, desde que pequena, não afeta significativamente o período. Passo 7: A alternativa E está errada, pois, durante o movimento, a energia potencial gravitacional varia continuamente, transformando-se em energia cinética e vice-versa.
💡 Dica: Considere as condições ideais para o funcionamento do relógio.
Alternativa por alternativa
Certa. O comprimento do pêndulo deve ser constante para garantir a regularidade do período de oscilação.
O aluno acredita que a massa do corpo influencia o período, como se corpos mais leves oscilassem mais rapidamente, confundindo com a intuição do dia a dia sobre inércia.
Por que engana: Confundir a influencia da massa ou energia potencial com o fator que determina o periodo do pendulo, que e o comprimento da haste.
O aluno associa a precisão do relógio à condução de calor pela haste, pensando que o calor precisa se distribuir rapidamente, quando o que importa é a estabilidade do comprimento.
O aluno generaliza a regularidade do pêndulo para qualquer amplitude e temperatura, sem perceber que a constância do período depende de o comprimento se manter fixo e de as oscilações serem pequenas.
O aluno supõe que, por a energia mecânica se conservar, a energia potencial também deve ser constante, ignorando que ela se converte em cinética ao longo da oscilação.
Raio-X da questão
relógio e gravidade
avaliacao
movimento pendular simples · aceleracao da gravidade constante
Revisar os princípios de funcionamento de relógios em física.
Confundir a influencia da massa ou energia potencial com o fator que determina o periodo do pendulo, que e o comprimento da haste.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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