Engenheiros estão projetando dois tipos de rampas para facilitar o movimento de cargas em um pequeno depósito…

Questão

Engenheiros estão projetando dois tipos de rampas para facilitar o movimento de cargas em um pequeno depósito. A primeira rampa possui roletes (pequenos cilindros giratórios) ao longo de sua extensão, enquanto a segunda tem apenas a superfície metálica lisa. Ao serem consultados sobre qual rampa seria mais eficiente energeticamente para empurrar caixas do mesmo peso para cima, os engenheiros consideraram fatores de força aplicada, aquecimento e desgaste. Com base na situação das rampas, avalie qual alternativa apresenta MENOR desperdício de energia durante o transporte das caixas para o topo e justifique a escolha segundo o conceito de rendimento energético.

1. A) Ambas as rampas apresentam desperdício de energia semelhante, já que o esforço físico para subir as caixas é igual em qualquer caso.
2. B) A rampa metálica lisa apresenta menor desperdício de energia, pois o metal facilita o deslizamento das caixas, tornando o transporte mais eficiente.
3. C) A rampa com roletes apresenta menor desperdício porque reduz o atrito entre as caixas e a superfície, tornando o transporte mais eficiente energeticamente.
4. D) A presença de atrito na rampa metálica resulta em menor desperdício de energia, pois impede o deslizamento excessivo das caixas.
5. E) Com roletes, há maior desperdício de energia porque o aquecimento gerado pelo atrito interno nos roletes é mais intenso.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique o princípio envolvido. Na rampa com roletes, o contato entre a caixa e a rampa acontece por meio de cilindros que giram, e não por deslizamento direto. Como o atrito de rolamento é muito menor que o atrito de deslizamento, uma parte bem menor da energia fornecida é convertida em calor e desgaste. Passo 2: Relacione com o conceito de rendimento energético. O rendimento é a razão entre a energia útil e a energia total fornecida. A energia útil é a que eleva a caixa (variação de energia potencial gravitacional), e a energia perdida em atrito é desperdício. Quanto menor o atrito, maior o rendimento. Passo 3: Conclua. Como o peso das caixas é o mesmo nas duas rampas, a energia potencial ganha ao subir é igual nos dois casos, e a diferença está no atrito. Portanto, a rampa com roletes tem menor desperdício e maior rendimento, o que torna a alternativa C correta. Passo 4: Verifique as demais. A esta alternativa cabe apenas a leitura de que o esforço é igual, o que ignora o atrito; a B baseia-se em um efeito inexistente do metal; a D inverte o papel do atrito, que é a principal causa de perda na rampa lisa; a E inverte a causa do aquecimento, que é o atrito de deslizamento e não um atrito interno intenso dos roletes. Passo 5: Observação: o enunciado não quantifica o atrito nem a força aplicada, então a conclusão é qualitativa, baseada no conceito de que o atrito de rolamento é menor que o de deslizamento.

💡 Dica: Compare qual sistema transforma menos energia em calor e desgaste.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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