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Questão de Física — FGV SME-SP EFII e Médio 2023 (nº 54)

O sistema representado na figura a seguir, está em repouso. As duas esferas têm massas iguais e entre elas há uma mola ideal, aumentada em relação a seu comprimento original.

Figura da questão de Física

Seja $\vec{g}$ a aceleração local da gravidade.
Em um dado instante rompe-se o fio que prendia a esfera (1) ao suporte.
Imediatamente após o rompimento do fio, as acelerações $\vec{a}\_1$ e $\vec{a}\_2$ das esferas (1) e (2) são, respectivamente,

A $\vec{a}_1 = 2\,\vec{g}$ e $\vec{a}_2 = 2\,\vec{g}$ .
B $\vec{a}_1 = \vec{g}$ e $\vec{a}_2 = \vec{g}$ .
C $\vec{a}_1 = \vec{0}$ e $\vec{a}_2 = \vec{g}$ .
D $\vec{a}_1 = 2\,\vec{g}$ e $\vec{a}_2 = \vec{0}$ .
E $\vec{a}_1 = \vec{0}$ e $\vec{a}_2 = \vec{0}$ .

Resposta comentada

Gabarito Alternativa D

(A) Incorreta: a esfera (2) não fica com aceleração $2\vec{g}$ , pois a mola continua a sustentá-la logo após a ruptura.
(B) Incorreta: as duas esferas não caem simultaneamente com $\vec{g}$ ; a força da mola ainda atua.
(C) Incorreta: inverte os papéis; é a esfera (1) que tem aceleração modificada pela mola, não a (2).
(D) Correta: antes, a mola esticada exercia $F=mg$ ; logo após romper o fio, na esfera (2) o peso $mg$ ainda é anulado pela mola $\Rightarrow \vec{a}_2=\vec{0}$ ; na esfera (1), peso $mg$ mais força da mola $mg$ (ambos para baixo) $\Rightarrow \vec{a}_1=2\vec{g}$ .
(E) Incorreta: a esfera (1) não permanece em equilíbrio; sem o fio, peso e mola somam-se sobre ela.

Fonte: FGV SME-SP EFII e Médio 2023 Física (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.

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