Questão 81

ENEM 2013

Física

(ENEM PPL - 2013)

Em uma experiência didática, cinco esferas de metal foram presas em um barbante, de forma que a distância entre esferas consecutivas aumentava em progressão aritmética. O barbante foi suspenso e a primeira esfera ficou em contato com o chão. Olhando o barbante de baixo para cima, as distâncias entre as esferas ficavam cada vez maiores. Quando o barbante foi solto, o som das colisões entre duas esferas consecutivas e o solo foi gerado em intervalos de tempo exatamente iguais.

A razão de os intervalos de tempo citados serem iguais é que a

velocidade de cada esfera é constante.

força resultante em cada esfera é constante.

aceleração de cada esfera aumenta com o tempo.

tensão aplicada em cada esfera aumenta com o tempo.

energia mecânica de cada esfera aumenta com o tempo.

Gabarito:

força resultante em cada esfera é constante.

Resolução:

Iremos tratar essa questão como um caso de queda livre. Além disso, lembremos que os intervalos de tempo serão iguais se, e somente se, a razão da PA entre as distâncias de uma esfera a outra for 2h, sendo h a altura em que se encontra a 2ª esfera (B), uma vez que a 1ª (A) está em contato com o solo, conforme a ilustração seguinte, fora de escala.

Com isso podemos calcular o tempo de queda de A, B, C, D e E

$t = sqrt{frac{2H}{g}}$

$t_{A} = sqrt{frac{2.0}{g}} = 0$

$t_{B} = sqrt{frac{2.h}{g}}$

$t_{C} = sqrt{frac{2.4h}{g}} = 2 sqrt{frac{2h}{g}}$

$t_{D} = sqrt{frac{2.9h}{g}} = 3 sqrt{frac{2h}{g}}$

$t_{E} = sqrt{frac{2.16h}{g}} = 4 sqrt{frac{2h}{g}}$

Portanto, podemos perceber que o intervalo de tempo entre dois sons consecutivos de uma esfera batendo sobre a outra é igual ao tempo de queda da esfera B.

Gabarito: B

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