Em uma atividade de Física, uma escola pretende demonstrar o movimento de um pêndulo simples usando uma esfera…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física, uma escola pretende demonstrar o movimento de um pêndulo simples usando uma esfera de 0,50 kg presa a um fio de 2,0 m. O fio será fixado a um suporte firme, a esfera será afastada poucos graus da posição de equilíbrio e o experimento ocorrerá em uma área livre de pessoas e objetos. Para estimar o período, considere g = 10 m/s² e despreze a resistência do ar e a massa do fio. O período corresponde ao intervalo de tempo para uma oscilação completa, retornando a esfera à posição inicial com o mesmo sentido de movimento. Com base no texto e no modelo do pêndulo simples, qual alternativa apresenta, simultaneamente, o período aproximado da oscilação e uma medida de segurança adequada para a realização do experimento?
- A) O período é aproximadamente 1,4 s, e basta manter a esfera leve para que o experimento seja seguro em qualquer ambiente.
- B) O período é aproximadamente 0,5 s, e segurar manualmente o suporte durante o movimento torna desnecessária a área livre.
- C) O período é aproximadamente 2,0 s, e o experimento pode ser feito com o fio preso a qualquer ponto, desde que a esfera não toque o chão.
- D) O período é aproximadamente 3,0 s, e não há risco relevante quando a esfera é afastada poucos graus da posição de equilíbrio.
- E) O período é aproximadamente 2,8 s, e o experimento deve ser realizado com o suporte firme e a área de oscilação livre de pessoas e objetos.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do pêndulo simples: comprimento L = 2,0 m e g = 10 m/s². A massa da esfera (0,50 kg) não influencia o período, pois o modelo ideal de pêndulo simples despreza a resistência do ar e a massa do fio. Passo 2: Use a fórmula do período do pêndulo simples para pequenas oscilações: T = 2 x pi x raiz de (L/g). Passo 3: Substitua os valores: L/g = 2,0/10 = 0,20; raiz de 0,20 é aproximadamente 0,447; T = 2 x 3,14 x 0,447, que dá aproximadamente 2,8 s. Passo 4: Verifique a definição do enunciado: o período é a oscilação completa, com retorno à posição inicial e mesmo sentido de movimento, portanto é exatamente o valor de T, e não a metade dele. Passo 5: Avalie a segurança. Como a esfera está presa a um suporte que pode ceder, e a trajetória varre uma área, é necessário fixar o suporte firmemente e manter a área livre de pessoas e objetos. Isso torna a alternativa E correta. Passo 6: Por que as demais estão erradas: A traz o valor 1,4 s, que é a metade do período (tempo de um extremo ao outro), e a massa leve não garante segurança; B apresenta 0,5 s, valor que não corresponde ao período calculado, e segurar o suporte não elimina a necessidade de área livre; C dá 2,0 s, valor incorreto, e fixar o fio em qualquer ponto não é seguro; D indica 3,0 s, uma aproximação grosseira, e afastar pouco a esfera não elimina o risco de a esfera atingir alguém ou algo. O gabarito oficial E está correto.
💡 Dica: Calcule o período do pêndulo e considere os riscos de segurança.
Alternativa por alternativa
Confunde o período (oscilação completa) com a metade dele, o tempo de ida de um extremo ao outro, e acredita que uma esfera leve torna o experimento seguro em qualquer ambiente.
Obtém um valor de período muito pequeno, possivelmente por erro na fórmula ou na raiz, e imagina que segurar o suporte dispensa a área livre de segurança.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do período do pêndulo, utilizando a massa em vez do comprimento para o cálculo.
Calcula um período incorreto de 2,0 s, por erro no método de cálculo, e acredita que o fio pode ser fixado em qualquer ponto desde que a esfera não toque o chão.
Faz uma estimativa grosseira do período, chegando a 3,0 s, e considera que afastar a esfera apenas alguns graus elimina qualquer risco, desconsiderando que a esfera continua em movimento pendular.
Para pequenas amplitudes, o período do pêndulo simples é dado por T = 2π√(L/g). Com L = 2,0 m e g = 10 m/s², T = 2π√(2/10) ≈ 2,8 s. A massa da esfera não altera o período nesse modelo. Como a esfera pode atingir pessoas ou objetos durante o movimento, é necessário manter o suporte firme e a área de oscilação livre.
Raio-X da questão
período do pêndulo
avaliacao
fórmula do período do pêndulo · oscilações e movimentos
Revisar a fórmula do período de um pêndulo simples e os cuidados em experimentos.
O aluno pode confundir a fórmula do período do pêndulo, utilizando a massa em vez do comprimento para o cálculo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Em uma atividade de laboratório, uma turma construiu um pêndulo simples usando um pequeno peso preso a um fio de 2,0 m…
- Trecho de relatório: em um experimento de Física, estudantes de 3ª série investigaram o período de oscilação de um…
- Em uma atividade de Física, estudantes construíram um pêndulo simples para investigar como o comprimento do fio…
- Um estudante faz um experimento com um pêndulo de 2 m de comprimento. Qual será o período aproximado do pêndulo…
- Durante um experimento, um estudante utiliza um pêndulo de 1,5 m. Calcule o tempo de um período completo (T) desse…
- O relatório de um experimento registrou que uma turma mediu o período de oscilação de um pêndulo simples utilizando fios…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog