Em uma alavanca de primeira classe, ao aproximar o fulcro da carga mantendo o braço onde a força é aplicada…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma alavanca de primeira classe, ao aproximar o fulcro da carga mantendo o braço onde a força é aplicada maior, o que ocorre com a força necessária para equilibrar a carga?
- A) A força aplicada torna-se zero porque o fulcro passa a suportar toda a carga.
- B) A força necessária diminui porque a vantagem mecânica aumenta.
- C) A força necessária aumenta, porque aproximar o fulcro da carga aumenta o torque da carga.
- D) A força depende só da massa da carga; a posição do fulcro não altera a força.
- E) A força permanece igual; o equilíbrio independe das distâncias dos braços.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique a configuração. Em uma alavanca de primeira classe, o fulcro fica entre a força aplicada e a carga. Pela condição de equilíbrio de momentos (torques), vale: força x braço da força = carga x braço da carga.
- Escreva a relação em texto: F x bF = C x bC, onde bF é a distância do fulcro ao ponto onde a força é aplicada e bC é a distância do fulcro à carga. Logo, F = C x bC / bF.
- Analise a mudança descrita. Mantemos bF grande (o braço da força continua longo) e aproximamos o fulcro da carga, o que diminui bC. Como bC diminui e bF permanece grande, o quociente bC / bF fica menor.
- Conclua. Se F = C x bC / bF e o quociente diminui, a força necessária para equilibrar a carga diminui. Isso significa que a vantagem mecânica (bF / bC) aumenta, o que confirma a alternativa B como correta.
- Por que as outras estão erradas. A: o fulcro suporta a carga, mas a força necessária não se torna zero enquanto houver torque da carga a equilibrar. C: o torque da carga é C x bC, e ele diminui ao aproximar o fulcro da carga, não aumenta. D: a força depende da massa e também das distâncias, então a posição do fulcro altera a força. E: o equilíbrio depende exatamente das distâncias dos braços, então mudar a posição do fulcro altera a força.
- Gabarito oficial: B, que coincide com a resolução feita independentemente.
💡 Dica: Considere os princípios da alavanca para responder.
Alternativa por alternativa
Acredita que, por o fulcro sustentar a carga, a força aplicada pelo operador se anula. Confunde a reação do apoio com a força que precisa ser feita para equilibrar o torque.
Reduzindo a distância entre fulcro e carga aumenta a razão entre braço da força e braço da carga; como torque_força = torque_carga, a força requerida diminui proporcionalmente à vantagem mecânica maior.
Imagina que aproximar o fulcro da carga aumenta o torque da carga. Na verdade, o torque da carga é carga x braço da carga, e esse braço diminui.
Por que engana: Confundir a relação entre a posição do fulcro e a força necessária, acreditando que a força aumenta ao aproximar o fulcro da carga.
Pensa que a força depende somente do peso da carga e ignora a geometria da alavanca. Não percebe que a razão entre os braços determina quanto de força é necessária.
Supõe que o equilíbrio independe das distâncias dos braços, como se bastasse a carga ser fixa. Não aplica a condição de equilíbrio de momentos, que relaciona força, carga e distâncias.
Raio-X da questão
alavanca de primeira classe
avaliacao
princípios de alavancas · vantagem mecânica
Revisar os princípios de funcionamento das alavancas.
Confundir a relação entre a posição do fulcro e a força necessária, acreditando que a força aumenta ao aproximar o fulcro da carga.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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