Um estudante, utilizando um barbante de comprimento L e uma esfera metálica oca, monta um pêndulo simples. Curioso, o aluno põe o pêndulo a oscilar com um ângulo pequeno de abertura e cronometra o tempo (T0) correspondente a uma oscilação completa. A seguir, ele resolve preencher a esfera com água, alterando, assim, a massa da esfera. Inicialmente preenche apenas 1/4 do volume interno da esfera e repete exatamente o mesmo experimento anterior obtendo o tempo (T1) para uma oscilação completa, depois, preenche metade do volume interno da esfera e repete novamente o mesmo experimento obtendo o tempo (T2) para uma oscilação completa, e, finalmente, preenche todo o volume interno da esfera e repete novamente o mesmo experimento obtendo o tempo (T3) para uma oscilação completa.
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a) T0 > T1 > T2 > T3 pois, à medida que a esfera vai ficando mais pesada, ela passa a oscilar mais rápido e o tempo de oscilação vai diminuindo.
b) T0 < T1 < T2 < T3 pois, à medida que a esfera vai ficando mais pesada, ela passa a oscilar mais lentamente e o tempo de oscilação vai aumentando.
c) T0 < T1 = T2 = T3 pois, sendo o ar menos denso que a água, isso fará o pêndulo simples oscilar mais rápido e os demais tempos serão iguais independentemente do volume de água colocado no interior da esfera.
d) T0 > T1 = T2 = T3 pois, sendo o ar menos denso que a água, isso fará o pêndulo simples oscilar mais lentamente e os demais tempos serão iguais independentemente do volume de água colocado no interior da esfera.
e) T0 = T1 = T2 = T3 desprezando qualquer forma de atrito e sendo o ângulo de oscilação de pequena abertura, os tempos serão todos iguais independentemente da massa.
Resolução:
O período do pêndulo simples que oscila com ângulo de pequena abertura é dado por: T = 2π.√(L/g), onde:
L = comprimento do pêndulo
g = módulo da aceleração da gravidade no local da experiência
O período T não depende da massa da esfera pendular.
Logo: T0 = T1 = T2 = T3
Resposta: e
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