PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 69 (CFS 1) da EEAR 2025
– Uma partícula realiza Movimento Harmônico Simples, de tal forma que sua velocidade máxima é de \frac{5\pi}{3}\ \text{cm/s}, sua aceleração máxima de \frac{5\pi^2}{18}\ \text{cm/s}^2 e a fase inicial do movimento é nula. Determine a elongação, em cm, no instante igual a 2\ \text{s}.
- A0
- B2
- C5
- D10
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Resolução comentada
No MHS, a elongação é x = A\cos(\omega t + \varphi_0), com velocidade máxima v_{max} = A\omega e aceleração máxima a_{max} = A\omega^2.
- Dividindo a aceleração máxima pela velocidade máxima, obtemos \omega:
- A amplitude vem de v_{max} = A\omega:
- Fase inicial nula: usando cosseno, x = 10\cos\left(\frac{\pi}{6}t\right); usando seno, x = 10\,\sen\left(\frac{\pi}{6}t\right). Em t = 2\ \text{s}, o ângulo é \frac{\pi}{3}.
A convenção do cosseno dá x = 10\cdot\frac{1}{2} = 5\ \text{cm}. A do seno daria 10\cdot\frac{\sqrt3}{2}\approx 8{,}7\ \text{cm}, que não está nas alternativas. Logo a questão adota o cosseno, e o resultado é x = 5\ \text{cm}.
Alternativa C.
Pegadinha: A alternativa D engana quem para na amplitude (10 cm) e esquece de aplicar a função horária em t=2\ \text{s}.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ASeria a elongação em t=0 usando seno, ou um ângulo múltiplo de \pi; aqui o ângulo é \pi/3.
- BNão corresponde a nenhum cálculo coerente com A=10 cm e ângulo \pi/3.
- DÉ a amplitude, que seria a elongação em t=0 (ângulo nulo), não em 2\ \text{s}.
Assuntos: movimento harmônico simples, função horária da elongação.
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Fonte: EEAR 2025 · CFS 1. Prova oficial ↗