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Comando da Aeronáutica — Diretoria de Ensino · Comando da Aeronáutica 2023

Questão 56 — Física: Energia Mecânica — Looping e Movimento Harmônico Simples

Física Energia Mecânica — Looping e Movimento Harmônico Simples

Comando da Aeronáutica — Diretoria de Ensino 2023 Médio

Comando da Aeronáutica · Exame de Admissão aos CFOAV, CFOINT e CFOINF 2024 · Caderno Versão A

Gabarito disponível

Texto-base:
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
• π = 3,0
• 1 cal = 4,2 J
• 1 mês = 30 dias
• g = 10 m/s²

Considere que, sob a ação da gravidade g⃗, dois blocos pontuais de massas m₁ e m₂ são colocados em movimento ao serem abandonados de altitudes h₁ e h₂, respectivamente, das rampas apresentadas nas figuras 1 e 2 seguintes.
Figura 1: bloco m₁ abandonado na altura h₁ de uma rampa, seguido de um looping de diâmetro d com ponto superior A e de uma mola de constante k entre os pontos B e C (fixo na parede). Figura 2: bloco m₂ abandonado na altura h₂, looping de diâmetro 2d com ponto superior A’ e mola de constante k entre B’ e C’. Vetor g para baixo nas duas figuras.
As alturas h₁ e h₂ são tais que as massas m₁ e m₂ passam pelos pontos A e A’ dos loopings de diâmetros d e 2d, na iminência de destacamento das rampas. Ao chegarem nos pontos B e B’, nos quais existem duas molas ideais idênticas de constantes elásticas k e sem deformação, os blocos m₁ e m₂ se acoplam elasticamente às molas e passam a oscilar em movimento harmônico simples de amplitudes A₁ e A₂, respectivamente.
Considere que as extremidades C e C’ das molas estejam fixas e que não haja qualquer efeito dissipativo nas situações apresentadas.
Nessas condições, a razão, (A₁/A₂), entre as amplitudes de oscilação das massas m₁ e m₂ é dada por
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Gabarito: A

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito provisório — Versão A