Em um depósito em Manaus, um trabalhador compara sistema A (uma polia fixa) e B (uma única polia móvel) para…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Investigar as mudanças de estado físico da matéria e explicar essas transformações com base no modelo de constituição submicroscópica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um depósito em Manaus, um trabalhador compara sistema A (uma polia fixa) e B (uma única polia móvel) para içar um tambor de 80 kg. Qual comparação entre esforço e comprimento de cabo é correta?
- A) A exige metade da força e metade do cabo que B.
- B) A e B exigem a mesma força, porém B reduz o deslocamento do cabo.
- C) B sempre aumenta o esforço necessário quando o tambor é mais pesado.
- D) B exige cerca de metade da força de A, mas é preciso puxar cabo aproximadamente o dobro do deslocamento do tambor.
- E) B exige a mesma força de A e o dobro do comprimento de cabo para o mesmo deslocamento do tambor.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Resolvo por conta própria. No sistema A, a polia fixa apenas muda a direção da força. Desprezando atritos e o peso da polia, a força de puxada é igual ao peso do tambor (cerca de 800 N, usando g = 10 m/s^2 para 80 kg). Para cada metro que o tambor sobe, o cabo também desliza 1 metro.
- No sistema B, a polia móvel divide a carga entre os dois trechos de cabo que sustentam o tambor. A força necessária cai pela metade (cerca de 400 N).
- Essa vantagem tem um custo. Como o tambor é sustentado por dois trechos de cabo, para levantá-lo 1 metro é preciso puxar 2 metros de cabo. Ou seja, o deslocamento do cabo é o dobro do deslocamento do tambor.
- Logo, a alternativa correta é a D: B exige cerca de metade da força de A, mas é preciso puxar aproximadamente o dobro do deslocamento do tambor. Concordo com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A inverte a relação, pois é B que exige metade da força e não A. B afirma que a força é igual, o que ignora a vantagem mecânica da polia móvel. C está errada porque o esforço cresce com o peso em ambos os sistemas, e não só em B. E acerta o comprimento de cabo, mas erra ao dizer que a força é igual à de A.
💡 Dica: Compare a vantagem mecânica da polia móvel e a relação entre força e deslocamento do cabo.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte os papéis dos sistemas, achando que a polia fixa reduz a força e a metade do cabo. Esquece que a polia móvel é que divide a carga entre dois trechos de cabo.
O aluno acredita que a polia móvel só muda a direção ou mantém a força, e que a única diferença está no cabo. Não percebe que a polia móvel reduz a força pela metade, e que o custo disso é puxar mais cabo.
O aluno acha que a polia móvel é a única que se torna mais exigente com cargas maiores, quando na verdade o esforço cresce com o peso nos dois sistemas. Confunde uma propriedade geral com uma diferença entre os sistemas.
A polia fixa apenas muda a direção da força. Já uma polia móvel sustenta o tambor por dois trechos de cabo: por isso, o esforço fica aproximadamente pela metade, enquanto é necessário puxar cerca de duas vezes o deslocamento do tambor em cabo.
O aluno lembra corretamente que é preciso puxar o dobro do cabo, mas supõe que a força é igual à da polia fixa. Não aplica a divisão da carga entre os dois trechos de cabo, que reduz o esforço.
Por que engana: Confundir a redução da força proporcionada pela polia móvel com uma redução também no comprimento do cabo, sem considerar a relação entre esforço e deslocamento.
Raio-X da questão
vantagem mecânica da polia móvel
avaliacao
funcionamento de polias simples · relação entre força e deslocamento
Revise como polias fixas e móveis alteram a força necessária e o comprimento de cabo puxado.
Confundir a redução da força proporcionada pela polia móvel com uma redução também no comprimento do cabo, sem considerar a relação entre esforço e deslocamento.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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