Para erguer um saco de 80 N, montou-se um sistema com uma roldana fixa e uma roldana móvel trabalhando em…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Deduzir que a estrutura, a sustentação e a movimentação dos animais resultam da interação entre os sistemas muscular, ósseo e nervoso.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Para erguer um saco de 80 N, montou-se um sistema com uma roldana fixa e uma roldana móvel trabalhando em conjunto. Qual é a força aproximada necessária e o que acontece com o comprimento de corda que se puxa?
- A) Força ˜ 20 N; comprimento de corda quadruplica.
- B) Força ˜ 40 N; o comprimento de corda puxado dobra.
- C) Força ˜ 160 N; comprimento de corda dobra.
- D) Força ˜ 80 N; comprimento de corda não muda.
- E) Força ˜ 40 N; comprimento de corda reduz à metade.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o sistema. Uma roldana fixa apenas muda a direção da força e não reduz o esforço. A roldana móvel sustenta o peso com dois trechos de corda, dividindo a carga ao meio. Considerando o sistema ideal, sem atrito e com massa desprezível das roldanas, a força necessária é de cerca de 80 / 2 = 40 N.
- Analise o comprimento de corda. Para cada metro que o saco sobe, a corda que se puxa precisa encurtar 2 metros, porque a roldana móvel ganha 1 metro de corda em cada um dos dois trechos que a sustentam. Assim, o comprimento de corda puxado dobra em relação ao deslocamento do saco.
- Conclusão. A alternativa correta é a B, com força de aproximadamente 40 N e comprimento de corda puxado dobrado. O gabarito oficial está correto.
- Por que as outras estão erradas. A: a força de 20 N exigiria quatro trechos de corda, o que não existe nesse arranjo, e o comprimento não quadruplica. C: a força de 160 N aumentaria o esforço, o que contraria a função de uma roldana, embora o dobro de corda esteja correto. D: a força de 80 N ignora a vantagem mecânica da roldana móvel, e a corda sempre muda de comprimento quando o saco sobe. E: a força de 40 N está correta, mas a corda não reduz à metade, pois ela precisa ser puxada por uma distância maior que a do deslocamento do saco.
💡 Dica: Calcule a força necessária considerando o sistema de roldanas.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que cada roldana divide a força por dois e, por isso, acha uma força de 20 N e um comprimento de corda quadruplicado. Ele multiplica os efeitos das duas roldanas em vez de considerar a configuração real de dois trechos de corda.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a força aplicada e o comprimento da corda, escolhendo uma força maior do que a necessária.
A roldana móvel faz com que a carga seja sustentada por dois trechos de corda, dando vantagem mecânica de 2; assim a força é metade, mas o cabo precisa deslocar o dobro.
O aluno acredita que a roldana multiplica a força em vez de reduzi-la, por isso dobra 80 N para obter 160 N. Ele confunde o ganho de força com o aumento de esforço.
O aluno pensa que o uso de roldanas não altera a força necessária e que a corda não muda de comprimento. Ele não reconhece que a roldana móvel distribui o peso por dois trechos de corda.
O aluno acerta a força de 40 N, mas imagina que a corda puxada diminui à metade. Ele inverte a relação entre a corda puxada e o deslocamento do saco, que é o dobro e não a metade.
Raio-X da questão
força e roldanas
avaliacao
sistemas de pulleys · equilíbrio de forças
Revisar o funcionamento de roldanas e suas aplicações em física.
O aluno pode confundir a relação entre a força aplicada e o comprimento da corda, escolhendo uma força maior do que a necessária.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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