UFF – Sem campus – Provas antigas - Física I – P3 – 2022.1 - 8
Qual das seguintes afirmações é verdadeira a respeito de um objeto que está executando um movimento harmônico simples?
(A) A velocidade do objeto nunca é zero.
(B) A aceleração do objeto nunca é zero.
(C) A velocidade e a aceleração do objeto se anulam simultaneamente.
(D) A velocidade do objeto é máxima quando sua aceleração é zero.
E) A velocidade e a aceleração do objeto são máximas simultaneamente.
Passo 1
Fala aí galera, tudo bacana com vocês? Bora cair pra cima da questão! Analisando os itens, vamos começar pelo item a). Ele nos diz que:
- A velocidade do objeto nunca é zero.
- A aceleração do objeto nunca é zero.
- A velocidade e a aceleração do objeto se anulam simultaneamente.
Você sabe do que a gente precisa pra responder esse item? Pra gente investigar isso, precisamos saber um pouco sobre como funciona o MHS (Movimento harmônico simples).
Nessa imagem conseguimos entender um pouco melhor. Temos 3 funções para o MHS: Posição, velocidade e aceleração (em verde, azul e vermelho, respectivamente). Elas se relacionam dentro de uma relação derivativa, sendo uma a derivada da outra, seguindo esse esquema:
E olhando pela figura já podemos julgar o item a). Olhando pela figura, podemos identificar momentos em que a velocidade é 0:
Que são justamente os momentos em que a aceleração está máxima ou mínima. Logo, o item é falso! Bora pro próximo.
Passo 2
Pro item b), temos:
Será se a aceleração nunca é 0? Vamos observar a figura:
Temos alguns momentos em que a aceleração é 0, especialmente quando a posição também é 0. Nesses momentos, também temos a velocidade sempre atingindo algum valor máximo (máximo negativo ou máximo positivo:
Logo, item falso! Bora de next.
Passo 3
O próximo item diz o seguinte:
E não, não temos nenhum momento em que acontece isso. O que pode acontecer é que elas são máximas, mínimas ou nulas simultaneamente. Logo, item falso!
Passo 2
Pro item d), temos:
(D) A velocidade do objeto é máxima quando sua aceleração é zero.
E finalmente, achamos o item correto! De fato, a velocidade dele é máxima quando a aceleração é 0. Da ultima imagem:
De fato, em todos os momentos em que a aceleração é 0, a velocidade é máxima (tanto negativamente quando positivamente). E por fim, no item e):
E) A velocidade e a aceleração do objeto são máximas simultaneamente.
Ele também é falso pois elas não são máximas simultaneamente. E é isso turminha! Lembrou de MHS lembrou logo desse esqueminha que conseguimos extrair várias infos bacanas sobre as características do movimento. Falou e até a próxima!
Resposta
Somente o item d) é verdadeiro