Questão FC784187
Um pêndulo simples é composto por um fio de comprimento L0 e uma esfera presa ao final do fio. À temperatura inicial, o período do pêndulo é T0. Ao sofrer uma variação de temperatu
Termologia
Instituto AOCP · 2025
Um pêndulo simples é composto por um fio de comprimento L0 e uma esfera presa ao final do fio. À temperatura inicial, o período do pêndulo é T0. Ao sofrer uma variação de temperatura Δθ, seu comprimento passa a ser LF e o período passa a ser TF. Considerando α o coeficiente de dilatação do material constituinte do fio e g a aceleração da gravidade local, determine a expressão para a variação de temperatura Δθ e assinale a alternativa correta.
- ((TF/T0) 2 + 1).α
- ((TF/T0) – 1).α
- ((TF/T0)2 – 1).α -1
- (g/4π2 ).(TF2 – T0 2 ).α -1
- (g/2π2 ).(TF2 – T0 2 ).α-1
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
Partindo da expressão do período do pêndulo: \(T_0=2\pi\sqrt{L_0/g}\) e, após aquecimento, \(T_F=2\pi\sqrt{L_F/g}\), com comprimento final dado por \(L_F=L_0(1+\alpha\Delta\theta)\).
Formando a relação entre períodos: \(\dfrac{T_F}{T_0}=\sqrt{\dfrac{L_F}{L_0}}=\sqrt{1+\alpha\Delta\theta}\).
Elevando ao quadrado: \(\left(\dfrac{T_F}{T_0}\right)^2=1+\alpha\Delta\theta\). Note que a aceleração da gravidade \(g\) cancela no quociente.
Isolando a variação de temperatura: \(\Delta\theta=\dfrac{\left(\dfrac{T_F}{T_0}\right)^2-1}{\alpha}\), que é equivalente a \(\left(\left(\dfrac{T_F}{T_0}\right)^2-1\right)\alpha^{-1}\).
Assim a alternativa apresentada é corretamente obtida pela relação entre os períodos e a dilatação linear do fio.
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