Questão 5
AFA 2010
(AFA - 2010)
Um vagão movimenta-se sobre trilhos retos e horizontais obedecendo à equação horária S = 20t – 5t² (SI). Um fio ideal tem uma de suas extremidades presa ao teto do vagão e, na outra, existe uma esfera formando um pêndulo. As figuras que melhor representam as configurações do sistema vagão-pêndulo de velocidade e aceleração
, nos instantes 1 s, 2 s e 3 s, são respectivamente
.
.
.
.png)
.
Gabarito:
.
Resolução:
A função horária da posição é descrita como:
A partir dela, podemos inferir que a velocidade inicial é 20 m/s e que a aceleração é -10 m/s², pois:
A função horária da velocidade é:
Assim,;
e
.
Podemos notar que apenas as alternativas A e B indicam as velocidades corretamente, e também o vetor aceleração do sistema.
Porém, na alternativa B, o pêndulo nas imagens está na vertical, o que é incoerente com o fato de o vagão estar acelerado - este deve estar inclinado dado que no referencial do vagão atua uma gravidade aparente cuja direção não é vertical seguindo o princípio de equivalência de Einstein.
Marca-se portanto a alternativa A.