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A força gravitacional terrestre agindo dentro de uma - UnB 2019
A força gravitacional terrestre agindo dentro de uma espaçonave é imperceptível, mesmo que a espaçonave esteja relativamente próxima à Terra, o que torna difícil a obtenção da massa dos astronautas no espaço. Para determinar a massa M de um astronauta em um ambiente de pouca ou nenhuma gravidade, pode-se usar o sistema massa-mola ilustrado na figura a seguir. Nessa situação, o astronauta, sentado em um assento, usando suas pernas apoiadas em um anteparo, comprime uma mola de coeficiente elástico linear K e comprimento inicial L0 até que ela atinja um comprimento L; em seguida, a mola é solta, entrando em um movimento harmônico simples (MHS).
Tendo como referência essas informações, considerando que o sistema massa-mola seja ideal e desconsiderando a massa do assento, julgue os itens seguintes.
88 A amplitude do MHS no sistema astronauta-mola é igual a 2∙(L0 - L).
89 O período do MHS no sistema astronauta-mola independe da deformação inicial da mola.
90 No referido sistema, a aceleração do astronauta será máxima no ponto de mínima energia potencial elástica.
91 A massa do astronauta pode ser expressa por M = K / 4π²f² em que f é a frequência do MHS da mola.
Solução
Itens Certos: 89 e 91.
Itens Errados: 88 e 90.
Justificativas:
88 A definição de Amplitude implica que seu valor é medido do ponto de equilíbrio ao ponto de máxima deformação (L0 - L).
90 A aceleração será máxima quando houver a máxima deformação da mola. Aplicação da 2ª Lei de Newton.
Assuntos: MHS, Força Elástica, Potência Elástica e Aceleração
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