Um pêndulo simples de comprimento
oscila preso ao teto de um elevador. Quando o elevador está acelerando para cima com aceleração constante
, observa-se que o período de oscilação muda.
a) Calcule o período de oscilação do pêndulo nessa condição.
b) O que aconteceria com o período se o elevador estivesse em queda livre?
a) Calcule o período de oscilação do pêndulo nessa condição.
b) O que aconteceria com o período se o elevador estivesse em queda livre?
Passo 1
O enunciado descreve um pêndulo simples de comprimento
preso no teto de um elevador que acelera para cima com
. Precisamos calcular (a) o período de oscilação nessa condição e (b) o que ocorre com o período se o elevador estiver em queda livre. O conteúdo é a fórmula do período de um pêndulo com aceleração efetiva.
Passo 2
Num pêndulo simples, o período é dado por
onde
é a gravidade efetiva. Quando o elevador acelera para cima com aceleração
, sentimos uma gravidade aumentada
Passo 3
Substituindo
e
:
Logo,
Passo 4
Em queda livre o elevador acelera para baixo com
, então
Isso faz
ou seja, o pêndulo não tem oscilações definidas (flutua).
Resposta
(a)
(b) Em queda livre, (não há oscilações regulares).
(b) Em queda livre,