Uma pequena pedra amarrada a uma das extremidades de um fio inextensível de 1 m de comprimento, preso a um galho de árvore pela outra extremidade, oscila sob ação do vento entre dois pontos equidistantes e próximos à vertical. Durante 10 s, observou-se que a pedra foi de um extremo ao outro, retornando ao ponto de partida, 20 vezes. Calcule a frequência de oscilação desse pêndulo.
Passo 1
Então, vamos dar uma olhada no que a gente tem aqui. O exercício fala sobre uma pedra presa a um fio de 1 metro que está balançando pendurado em um galho. A pedra oscila de um lado para o outro sob a ação do vento. A gente precisa calcular a frequência dessa oscilação, ou seja, quantas vezes a pedra completa um ciclo de balanço por segundo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de movimento periódico e frequência.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a pedra ter oscilado 20 vezes em 10 segundos. Cada oscilação completa é quando a pedra vai de um extremo ao outro e volta para o ponto de partida. Então, se foram 20 oscilações em 10 segundos, podemos calcular a frequência dividindo o número de oscilações pelo tempo total.
Passo 3
A fórmula para calcular a frequência $ f $ é:
Aqui, o número de oscilações é 20 e o tempo é 10 segundos.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
A frequência de oscilação do pêndulo é de 2 hertz (2 Hz).