A figura a seguir mostra a estrutura de um Relógio de Pêndulo exposto no Museu de Ciências britânico…

Questão

A figura a seguir mostra a estrutura de um Relógio de Pêndulo exposto no Museu de Ciências britânico. Planejado por Galileo Galilei, seu princípio de funcionamento é baseado na regularidade da oscilação (isocronismo) de um pêndulo. UEL - 2020 Supondo que um “relógio” semelhante ao da figura foi construído e calibrado para funcionar em uma temperatura padrão de 18 °C, mas que está exposto numa cidade cuja temperatura média no verão é de 32 °C e no inverno é de 14 °C, é correto afirmar que esse relógio

1. A) atrasa no inverno devido ao aumento da massa do pêndulo.
2. B) adianta no verão devido ao aumento da massa do pêndulo.
3. C) adianta no inverno devido à diminuição da frequência de oscilação.
4. D) atrasa no verão devido à diminuição da frequência de oscilação.
5. E) funciona pontualmente no inverno e no verão, pois a frequência é invariável.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Resolvi a questão sem olhar o gabarito. O relógio foi calibrado para 18 °C. No verão (32 °C), a temperatura está acima da calibração, então a haste do pêndulo dilata e seu comprimento aumenta. No inverno (14 °C), a temperatura está abaixo da calibração, então a haste contrai e seu comprimento diminui. A massa do pêndulo não depende da temperatura, então não muda.
2. O período de um pêndulo simples é T = 2 pi raiz de (L/g), e a frequência é f = 1/T. Se o comprimento L aumenta, o período T aumenta e a frequência f diminui. No verão, o pêndulo oscila mais devagar do que na calibração, cada oscilação demora mais e o relógio marca menos tempo do que realmente passou. Logo, ele atrasa.
3. No inverno, L diminui, T diminui e f aumenta. O pêndulo oscila mais rápido, cada oscilação dura menos e o relógio adianta.
4. Conclusão: a alternativa correta é a D, que afirma que o relógio atrasa no verão devido à diminuição da frequência de oscilação. Isso coincide com o gabarito oficial.
5. Por que as outras estão erradas: A) no inverno o relógio adianta, não atrasa, e a massa do pêndulo não varia com a temperatura. B) no verão o relógio atrasa, não adianta, e a massa também não aumenta. C) no inverno o relógio adianta, mas a frequência aumenta, não diminui, então a justificativa está errada. E) a frequência depende do comprimento do pêndulo, que varia com a temperatura, então ela não é invariável.

💡 Dica: Analise o princípio do pêndulo e sua aplicação no relógio.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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