Em um sistema com uma roldana móvel e uma fixa (duas roldanas), qual é a redução aproximada da força…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Propor ações coletivas para otimizar o uso de energia elétrica em sua escola e/ou comunidade, com base na seleção de equipamentos segundo critérios de sustentabilidade (consumo de energia e eficiência energética) e hábitos de consumo responsável.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um sistema com uma roldana móvel e uma fixa (duas roldanas), qual é a redução aproximada da força necessária para içar uma carga e qual material de corda é mais consciente para usar em termos de origem e descarte?
- A) Redução ~1/2; usar corda de fibras naturais (ex.: cânhamo).
- B) A roldana móvel aumenta a força necessária para içar a carga.
- C) Usar cordas sintéticas é melhor para o meio ambiente.
- D) Ambos tipos de cordas têm o mesmo impacto ambiental.
- E) A redução da força é igual a 1/4.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o arranjo. Uma roldana fixa apenas muda a direção da força, sem reduzir o esforço. Uma roldana móvel, quando a corda passa por ela e um dos ramos está preso ao suporte, divide o peso da carga entre dois trechos de corda. Com uma fixa e uma móvel, a vantagem mecânica ideal é 2.
- Calcule a força necessária. Para uma carga de peso P, a força ideal necessária é P/2, ou seja, a redução aproximada é de 1/2 da carga (desprezando atritos e o peso das roldanas).
- Analise a segunda parte da questão, sobre origem e descarte. As cordas de fibras naturais, como o cânhamo, são obtidas de plantas, que são renováveis, e se decompõem na natureza ao serem descartadas. As cordas sintéticas são derivadas do petróleo, que é um recurso não renovável, e demoram muito a se degradar.
- Conclua. A alternativa A descreve corretamente a redução de 1/2 e indica a corda de fibra natural como a mais consciente, o que confere com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. B: a roldana móvel reduz a força necessária, e não a aumenta. C: as cordas sintéticas causam mais impacto ambiental por virem do petróleo e não se degradarem facilmente. D: os impactos de origem e descarte são diferentes entre os dois tipos de corda. E: com duas roldanas, a redução é de 1/2, e não de 1/4, pois o sistema não multiplica o efeito das roldanas.
💡 Dica: Calcule a força necessária e analise os materiais disponíveis.
Alternativa por alternativa
A combinação móvel+fixa oferece vantagem mecânica de cerca de 2, reduzindo a força necessária pela metade; fibras naturais são biodegradáveis e têm menor impacto no descarte que fibras sintéticas.
O aluno acredita que a roldana móvel funciona como uma alavanca de desvantagem, aumentando o esforço. Ele não percebe que a móvel distribui o peso da carga entre dois trechos de corda.
Por que engana: Confundir o funcionamento da roldana móvel, acreditando que ela aumenta a força necessária em vez de reduzi-la.
O aluno associa sintético a durabilidade e a algo moderno e, por isso, supõe que seja mais ecológico. Ele ignora que o material vem do petróleo e não se decompõe facilmente no ambiente.
O aluno considera que, por serem ambos cordas usadas no mesmo sistema, o impacto é igual. Ele não compara a origem renovável das fibras naturais com a origem fóssil das sintéticas.
O aluno conta as duas roldanas e multiplica os efeitos, aplicando 1/2 duas vezes e obtendo 1/4. Ele não percebe que a vantagem mecânica de uma fixa com uma móvel é 2.
Raio-X da questão
roldanas e materiais sustentáveis
avaliacao
sistemas de polias · materiais sustentáveis
Revisar o funcionamento de roldanas e a sustentabilidade de materiais.
Confundir o funcionamento da roldana móvel, acreditando que ela aumenta a força necessária em vez de reduzi-la.
educacao_ambiental
pensamento_critico
cientifico
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