No fundo do quintal de uma casa antiga, ainda funciona um poco com sarilho, um dispositivo usado ha muito…
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
No fundo do quintal de uma casa antiga, ainda funciona um poco com sarilho, um dispositivo usado ha muito tempo para puxar baldes de agua. Ao encher um balde de 12 kg, a familia percebe que levantar a agua exige muita forca no braco, mesmo depois de lubrificar o eixo e conferir se a corda nao esta enroscando. O sarilho tem um tambor onde a corda se enrola (raio de 10 cm) e uma manivela para girar o tambor (comprimento de 40 cm). Como a casa voltou a ser habitada, a familia quer adaptar o sarilho para diminuir o esforco necessario, sem usar motor e sem mudar a altura do poco. Com base no texto, identifique a modificacao no sarilho que diminui a forca necessaria para erguer o balde, usando o principio de maquinas simples.
- A) Pintar o tambor com tinta mais lisa, mantendo manivela e corda
- B) Trocar a corda por uma mais elastica, mantendo manivela e tambor
- C) Diminuir o comprimento da manivela, mantendo o raio do tambor
- D) Aumentar o raio do tambor, mantendo o comprimento da manivela
- E) Aumentar o comprimento da manivela, mantendo o raio do tambor
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- O sarilho funciona como uma roda de eixo (um tipo de alavanca de rotação). A manivela é o braço da força aplicada pela pessoa e o tambor, com seu raio, é o braço da carga (o balde). Pelo equilíbrio de momentos, F x (comprimento da manivela) = P x (raio do tambor), ou seja, F = P x raio / comprimento da manivela. Passo 2: Para diminuir a força F, é preciso aumentar o comprimento da manivela ou diminuir o raio do tambor, já que P (o peso de 12 kg) não muda. Passo 3: A alternativa E aumenta o comprimento da manivela e mantém o raio do tambor, o que reduz F na mesma proporção em que o braço de força cresce. Por exemplo, se a manivela dobrasse de 40 cm para 80 cm, a força necessária cairia pela metade, sem motor e sem alterar a altura do poço. Passo 4: A alternativa A está errada porque a tinta mais lisa só poderia reduzir um pouco o atrito e não altera a relação entre os braços da alavanca. A alternativa B está errada porque uma corda mais elástica não multiplica a força e apenas absorve parte do movimento. A alternativa C está errada porque diminuir a manivela aumenta a força necessária. A alternativa D está errada porque aumentar o raio do tambor também aumenta a força necessária, já que o braço da carga cresce. Passo 5: O gabarito oficial (E) está correto e coincide com a resolução feita.
💡 Dica: Analise como o comprimento da manivela e o raio do tambor influenciam a força necessária.
Alternativa por alternativa
Acredita que reduzir o atrito da superfície do tambor diminui o esforço de forma significativa, sem perceber que o ganho mecânico depende da relação entre os braços da manivela e do tambor.
Supõe que uma corda elástica armazena ou devolve força e, assim, ajuda a erguer o balde; confunde elasticidade com multiplicação de força, que não existe nesse caso.
Imagina que uma manivela mais curta, por ser mais leve ou mais fácil de girar, reduz o esforço, invertendo a relação entre o comprimento do braço de força e a força necessária.
Pensa que um tambor maior enrola a corda com mais facilidade, quando na verdade o raio maior aumenta o braço da carga e exige mais força na manivela.
Por que engana: Confundir o efeito do comprimento da manivela e do raio do tambor na força necessária, ou pensar que materiais da corda ou pintura influenciam diretamente na força.
Manivela maior aumenta o braco de alavanca no conjunto roda-e-eixo, reduzindo a forca aplicada para o mesmo balde.
Raio-X da questão
maquinas simples, alavanca, torque
avaliacao
princípio de máquinas simples · torque e alavanca
Estude o funcionamento de máquinas simples e o princípio da alavanca para entender a relação entre força, comprimento da manivela e raio do tambor.
Confundir o efeito do comprimento da manivela e do raio do tambor na força necessária, ou pensar que materiais da corda ou pintura influenciam diretamente na força.
pensamento_critico
cotidiano
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