Gabarito disponível
Texto-base:
Nas questões de Física, quando necessário, use:
• massa atômica do hidrogênio: m_H = 1,67·10⁻²⁷ kg
• massa atômica do hélio: m_He = 6,65·10⁻²⁷ kg
• velocidade da luz no vácuo: c = 3·10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6·10⁻³⁴ J·s
• 1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J
• constante eletrostática do vácuo: k₀ = 9,0·10⁹ N·m²/C²
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2
Um sistema massa-mola é composto de uma mola ideal de constante elástica k e de um recipiente, de volume interno V e massa desprezível, que é totalmente preenchido com um líquido homogêneo X de densidade constante e desconhecida.
Verifica-se que, ao se colocar esse primeiro sistema para oscilar, seu período de oscilação se iguala ao período de oscilação de um segundo sistema, formado de um pêndulo simples de comprimento L e massa m.
Considere que os dois sistemas oscilam em movimento harmônico simples em um local em que a aceleração gravitacional vale g; e que o recipiente preenchido pelo líquido comporte-se como uma massa pontual.
Nessas condições, a densidade do líquido X pode ser expressa por
Nas questões de Física, quando necessário, use:
• massa atômica do hidrogênio: m_H = 1,67·10⁻²⁷ kg
• massa atômica do hélio: m_He = 6,65·10⁻²⁷ kg
• velocidade da luz no vácuo: c = 3·10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6·10⁻³⁴ J·s
• 1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J
• constante eletrostática do vácuo: k₀ = 9,0·10⁹ N·m²/C²
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2
Um sistema massa-mola é composto de uma mola ideal de constante elástica k e de um recipiente, de volume interno V e massa desprezível, que é totalmente preenchido com um líquido homogêneo X de densidade constante e desconhecida.
Verifica-se que, ao se colocar esse primeiro sistema para oscilar, seu período de oscilação se iguala ao período de oscilação de um segundo sistema, formado de um pêndulo simples de comprimento L e massa m.
Considere que os dois sistemas oscilam em movimento harmônico simples em um local em que a aceleração gravitacional vale g; e que o recipiente preenchido pelo líquido comporte-se como uma massa pontual.
Nessas condições, a densidade do líquido X pode ser expressa por
Resolução comentada
Igualando os períodos, ρ = kL/(gV).
No sistema massa-mola, T = 2π√(m/k), com m = ρV. No pêndulo, T = 2π√(L/g). Igualando: ρV/k = L/g, então ρ = kL/(gV).
Análise das alternativas
A, C e D) Trocam ou invertem as grandezas e não satisfazem ρV/k = L/g; além disso, não têm as dimensões de densidade.
Referência: MHS: período do sistema massa-mola e do pêndulo simples.
Resolução comentada do VaiConcursos.