Física — Mecânica Múltipla Escolha

Sobre os trabalhos de Galileu para a organização dos corpos celestes, assinale a alternativa CORRETA:

Sobre os trabalhos de Galileu para a organização dos corpos celestes, assinale a alternativa CORRETA:

  1. Galileu observou que, para pequenas oscilações, o período de oscilação de um pêndulo é independente da sua amplitude. Observou também que pêndulos mais leves param antes que pêndulos mais pesados, sendo o quadrado do período de oscilação proporcional ao comprimento do pêndulo.
  2. Galileu observou que, para pequenas oscilações, a frequência de oscilação de um pêndulo é independente da sua amplitude. Observou também que pêndulos mais leves param antes que pêndulos mais pesados, sendo o quadrado do período de oscilação proporcional ao comprimento do pêndulo.
  3. Galileu observou que, para pequenas oscilações, o período de oscilação de um pêndulo depende da sua amplitude. Observou também que pêndulos mais leves param antes que pêndulos mais pesados, sendo o quadrado do período de oscilação proporcional ao comprimento do pêndulo.
  4. Galileu observou que, para pequenas oscilações, o período de oscilação de um pêndulo é independente da sua amplitude. Observou também que pêndulos mais pesados param antes que pêndulos mais leves, sendo o quadrado do período de oscilação proporcional ao comprimento do pêndulo.

Resolução completa

Explicação passo a passo

A
Alternativa A

Introdução

Esta questão aborda descobertas fundamentais de Galileu Galilei relacionadas ao movimento oscilatório de pêndulos, um dos pilares da metodologia científica moderna.

Análise do Movimento de Pêndulo

Principais Descobertas de Galileu sobre Pêndulos:

ConceitoDescoberta de GalileuFórmula Relacionada
IsocronismoPeríodo independente da amplitude (para pequenas oscilações)T \approx \text{constante}
MassaPeríodo independe da massa do corpoT = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}
ComprimentoQuadrado do período proporcional ao comprimentoT^2 \propto L

Explicação Detalhada:

1. Isocronismo do Pêndulo

  • Galileu observou uma candelabro balançando na Catedral de Pisa
  • Notou que o tempo para completar uma oscilação era aproximadamente o mesmo, independentemente da amplitude
  • Isso é válido apenas para pequenas oscilações (ângulos menores que ~15°)

2. Relação com a Massa

  • Galileu demonstrou que a massa não afeta o período de oscilação
  • Pêndulos com massas diferentes e mesmo comprimento têm o mesmo período
  • Isso contrariava a física aristotélica da época

3. Relação com o Comprimento

  • O quadrado do período é diretamente proporcional ao comprimento: T^2 = k \cdot L
  • Quanto maior o comprimento, maior o período de oscilação

## Análise das Alternativas

AlternativaPeríodo vs AmplitudeMassa vs ParadaT² vs ComprimentoCorreta?
AIndependente ✓Leves param antesProporcional ✓Melhor opção
BFrequência indep. ✓Leves param antesProporcional ✓Similar à A
CDepende ✗Leves param antesProporcional ✓Errada
DIndependente ✓Pesados param antesProporcional ✓Contraditória

Pontos decisivos:

  • As alternativas C estão incorretas porque afirmam que o período depende da amplitude
  • Entre A, B e D, todas mencionam relação correta entre T^2 e L
  • A afirmação sobre "pêndulos mais leves pararem antes" refere-se a efeitos práticos de resistência do ar, não ao período teórico
  • A alternativa A apresenta corretamente o conceito fundamental de isocronismo

Conclusão

Alternativa A é a resposta correta porque:

  1. ✅ Identifica corretamente o isocronismo (período independente da amplitude para pequenas oscilações)
  2. ✅ Estabelece a relação matemática correta: $T^2 \propto L$
  3. ✅ Mantém coerência com as observações históricas de Galileu

Esta descoberta foi fundamental para o desenvolvimento da mecânica newtoniana posterior e para medições precisas de tempo através de relógios de pêndulo.

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