Um sistema de polias (bloco móvel) sustenta uma massa m = 25,0 kg. O cabo divide o peso em MA = 4 segmentos de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um sistema de polias (bloco móvel) sustenta uma massa m = 25,0 kg. O cabo divide o peso em MA = 4 segmentos de sustentação idênticos e a polia é ideal. Use g = 10 m/s². Calcule (a) vantagem mecânica MA; (b) força de tração F necessária para elevar a massa com velocidade constante.
- A) MA = 5; F = 50 N
- B) MA = 2; F = 125 N
- C) MA = 8; F = 45 N
- D) MA = 3; F = 83,33 N
- E) MA = 4; F = 62,5 N
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calculo o peso da massa: P = m x g = 25,0 x 10 = 250 N. Passo 2: Pelo enunciado, o cabo forma MA = 4 segmentos de sustentacao identicos e a polia e ideal, portanto a vantagem mecanica e MA = 4 (item (a)). Passo 3: Em um sistema de polias moveis com cabo ideal, a forca de tracao em equilibrio (ou com velocidade constante) e a fracao do peso dividida pelo numero de segmentos: F = P / MA = 250 / 4 = 62,5 N (item (b)). Passo 4: Conferindo, 4 x 62,5 = 250 N, ou seja, a soma das trações nos segmentos equilibra o peso. Passo 5: Por que as outras estao erradas: A usa MA = 5, contando um segmento a mais, o que daria 50 N; B usa MA = 2, contando apenas duas porcoes de cabo; C atribui MA = 8, valor que nao corresponde a estrutura descrita, e o valor de 45 N nao e 250 dividido por nenhum MA coerente; D usa MA = 3, o que daria 83,33 N, mas ha quatro segmentos de sustentacao. Conclusao: a alternativa correta e a E, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a vantagem mecânica e a força de tração usando as fórmulas apropriadas.
Alternativa por alternativa
O aluno contou um segmento de cabo a mais (por exemplo, incluindo o trecho da extremidade livre ou do ponto fixo) e, com MA = 5, dividiu o peso por 5.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a vantagem mecânica e a força de tração, calculando incorretamente a força necessária para sustentar a massa.
O aluno contou apenas duas porcoes de sustentacao do cabo, confundindo a vantagem mecanica com o numero de polias ou de trechos visiveis, e dividiu 250 por 2.
O aluno atribuiu MA = 8, dobrando a contagem de segmentos, e nao obteve a forca pela divisao correta do peso, pois 250 / 8 nao resulta em 45 N; houve erro de metodo no calculo.
O aluno contou tres segmentos de sustentacao em vez de quatro, possivelmente ignorando um dos trechos do cabo, e calculou 250 / 3 = 83,33 N.
MA igual ao número de segmentos = 4. Peso = m·g = 25,0·10 = 250 N. Com velocidade constante F = peso/MA = 250/4 = 62,5 N.
Raio-X da questão
vantagem mecânica e força de tração
avaliacao
cálculo de força e peso · princípios de polias
Revisar os conceitos de vantagem mecânica e força em sistemas de polias.
O aluno pode confundir a relação entre a vantagem mecânica e a força de tração, calculando incorretamente a força necessária para sustentar a massa.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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