Um trabalhador usa um conjunto com uma roldana fixa e uma roldana móvel para elevar uma carga de 200 N…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um trabalhador usa um conjunto com uma roldana fixa e uma roldana móvel para elevar uma carga de 200 N. Desprezando atrito, qual força aproximadamente ele precisa aplicar?
- A) Aproximadamente 100 N (vantagem mecânica ˜ 2).
- B) Ele precisa aplicar 100 N, mas só com a roldana fixa e sem a móvel.
- C) A força necessária é de apenas 50 N, pois a roldana fixa aumenta a vantagem mecânica.
- D) O trabalhador precisa aplicar 200 N, pois a roldana fixa não altera a força.
- E) O trabalhador deve aplicar 150 N, pois a carga é acima de 200 N devido ao atrito.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o sistema. Uma roldana fixa apenas muda a direção da força aplicada e não reduz o esforço. Já a roldana móvel divide a carga entre os dois trechos da corda que a sustentam, reduzindo a força necessária à metade no caso ideal. Passo 2: Considere o conjunto de uma fixa e uma móvel sem atrito. A carga de 200 N é sustentada por dois segmentos de corda que puxam a roldana móvel, então a força necessária é F = P/2 = 200/2 = 100 N. A vantagem mecânica ideal é 2. Passo 3: Compare com o gabarito oficial, que indica a alternativa A, aproximadamente 100 N, o que coincide com o resultado obtido. Passo 4: Por que as outras estão erradas. B: a roldana fixa não é o que reduz a força, e o sistema com a móvel é o que faz a divisão por dois, então a afirmação de que 100 N ocorre sem a móvel está incorreta. C: a roldana fixa não aumenta a vantagem mecânica, que permanece igual a 2 com a móvel, e 50 N exigiria quatro segmentos de corda. D: a roldana fixa não altera a intensidade da força, mas a roldana móvel altera, então a força não precisa ser igual à carga. E: o enunciado manda desprezar o atrito, e a força não pode ser maior que a carga sem atrito, pois o sistema reduz esforço.
💡 Dica: Calcule a força usando a relação entre a carga e a roldana.
Alternativa por alternativa
A roldana móvel faz com que a carga seja sustentada por dois trechos de corda, dividindo a força exigida entre eles. Assim, a intensidade a aplicar é cerca de metade da carga quando há uma roldana móvel combinada com uma fixa.
O aluno acredita que a redução de força vem da roldana fixa e que a móvel não é necessária. Ele confunde a função de cada roldana.
O aluno supõe que a roldana fixa aumenta a vantagem mecânica e, por isso, reduz a força para 50 N. Ele não sabe que a roldana fixa só muda a direção da força.
Por que engana: Confundir a função da roldana fixa e móvel, acreditando que a força necessária é maior do que realmente é.
O aluno percebe que a roldana fixa não altera a força, mas ignora o efeito da roldana móvel. Assim conclui que não há redução e a força seria igual à carga.
O aluno introduz o atrito, mesmo com o enunciado pedindo para desprezá-lo, e acredita que a carga exige um esforço maior que 200 N. O valor de 150 N não surge de nenhum cálculo válido.
Raio-X da questão
força em roldanas
avaliacao
vantagem mecânica · forças em sistemas pulleys
Revisar o funcionamento de roldanas e suas aplicações.
Confundir a função da roldana fixa e móvel, acreditando que a força necessária é maior do que realmente é.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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