UFMG – Fundamentos de Mecânica – P1 – Questão Q1
Diante de cada afirmação, responda ou corrija aquelas que estiverem errados e justifique com suas palavras o seu raciocínio.
Considere um pêndulo de uma massa que oscila, pendurada por um fio sem massa e de comprimento constante. A velocidade da massa é nula nas extremidades do arco (pontos A e B), mas a aceleração se anula no ponto onde a velocidade, é máxima (C)
Passo 1
Oi, tudo bem?
Essa questão parece complicada, mas vou ajudar você aqui! O problema nos pediu para corrigir ou justificar a afirmativa, então vamos lá!
A afirmativa fala em um pêndulo que tem seus pontos de altura máxima nos pontos A e B, e de altura mais baixa em C
E sobre esses pontos, a afirmativa diz o seguinte:
“A velocidade da massa é nula nas extremidades do arco (pontos A e B), mas a aceleração se anula no ponto onde a velocidade, mas a aceleração se anula no ponto onde a velocidade é máxima (C)”
Será que está correta?
A ideia é lembrar o que acontece com a velocidade de um pêndulo nos pontos de máxima e mínima altura, bem como o comportamento da aceleração.
Resposta no próximo passo...
Passo 2
A energia total de um pêndulo é sempre constante: a soma entre energia potencial e energia cinética mantém um valor constante
Mas a energia cinética é máxima (logo a velocidade é a maior possível) em apenas um ponto: onde a potencial é mínima! No ponto de menor altura! Isso mesmo, ali no ponto C!
Sendo assim, a velocidade assume valor nulo nas extremidades, onde a potencial é máxima e a cinética é mínima: nos pontos A e B
Sempre temos isso:
- Maior potencial (maior altura), cinética zero, velocidade nula
- Menor potencial (menor altura), cinética máxima, velocidade máxima
Então a afirmativa está em parte correta! Vamos relembrar sobre a aceleração?
Passo 3
Quando falamos em movimento pendular, não podemos esquecer que é um movimento circular, e isso faz toda diferença!
O movimento circular tem sempre uma aceleração: a aceleração centrípeta! Mesmo nos pontos onde a velocidade é nula!
Então a aceleração NUNCA é nula! Sempre temos uma aceleração que aponta para o centro da trajetória agindo sobre a massa!
Sendo assim, a afirmativa está incorreta sobre a aceleração e correta sobre a velocidade
E é isso!
Espero ter ajudado!