Em uma atividade de Física, um grupo construiu um pêndulo simples com uma esfera presa a um fio de 1,5 m. A…
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, um grupo construiu um pêndulo simples com uma esfera presa a um fio de 1,5 m. A esfera foi elevada até uma posição acima do ponto mais baixo da trajetória e permaneceu imóvel nessa posição. No instante imediatamente anterior à sua liberação, o grupo considerou desprezíveis a resistência do ar e o atrito no suporte. Com base nessa situação, qual forma de energia predomina na esfera imediatamente antes de ela ser liberada?
- A) Energia sonora da oscilação
- B) Energia elástica de deformação
- C) Energia potencial gravitacional
- D) Energia cinética translacional
- E) Energia térmica por atrito
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- A esfera está em repouso (imóvel) na posição elevada, portanto sua velocidade é zero e não há energia cinética associada ao movimento naquele instante.
- Como a esfera está acima do ponto mais baixo da trajetória, ela possui altura em relação a esse nível de referência, e a gravidade a puxa para baixo. Isso caracteriza energia potencial gravitacional, que depende da massa, da gravidade local e da altura.
- O fio é inextensível no modelo de pêndulo simples, e o enunciado não menciona deformação elástica relevante, por isso a energia elástica de deformação não predomina.
- Como o ar e o atrito foram considerados desprezíveis e a esfera ainda não foi liberada, não há oscilação em curso, então não há energia sonora nem energia térmica por atrito em quantidade relevante.
- Conclusão: a forma predominante é a energia potencial gravitacional, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial. As alternativas A, B, D e E estão erradas: A e E dependem de movimento ou dissipação que ainda não existem, B exigiria uma mola ou corpo deformado, e D exige velocidade não nula, que a esfera não tem em repouso.
💡 Dica: Identifique o tipo de energia envolvido no movimento do pêndulo.
Alternativa por alternativa
O aluno imagina que o pêndulo já 'soa' ou oscila ao ser solto e associa a energia à oscilação sonora, sem perceber que a esfera ainda está parada.
O aluno associa qualquer fio ou sistema que sustenta a esfera a energia elástica, confundindo um fio inextensível do pêndulo com uma mola deformada.
Antes da liberação, a esfera está momentaneamente em repouso, portanto sua energia cinética é nula nesse instante. Como está a uma altura acima do ponto mais baixo, possui energia potencial gravitacional, associada à sua posição no campo gravitacional da Terra.
O aluno pensa que, como a esfera vai se mover, ela já possui energia cinética, sem notar que no instante anterior à liberação a velocidade é nula.
Por que engana: Confundir energia potencial com energia cinética, pensando que a energia do pêndulo em movimento é a mesma que quando está em repouso.
O aluno acredita que há energia térmica por atrito por causa do movimento pendular, mas o enunciado afirma que o atrito no suporte é desprezível e a esfera ainda não se move.
Raio-X da questão
energia em pêndulo
avaliacao
tipos de energia · movimento de pêndulo
Revisar os tipos de energia e suas transformações.
Confundir energia potencial com energia cinética, pensando que a energia do pêndulo em movimento é a mesma que quando está em repouso.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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