Um sistema ideal com roldana móvel tem duas partes do cabo sustentando uma carga de 300 N. Desprezando…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um sistema ideal com roldana móvel tem duas partes do cabo sustentando uma carga de 300 N. Desprezando atritos, qual a força mínima que deve ser aplicada no cabo para elevar a carga?
- A) 75 N é a força mínima necessária.
- B) 150 N
- C) 200 N é necessária para levantar a carga com segurança.
- D) 450 N precisa ser aplicada para elevar a carga.
- E) 300 N deve ser aplicada no cabo.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de máquina. Na roldana móvel, a carga é sustentada por mais de um trecho de cabo, e o ganho de força é dado pelo número de trechos que sustentam a carga. Neste caso, são 2 trechos.
- Como o sistema é ideal e os atritos são desprezados, a força se divide igualmente entre os trechos que sustentam a carga. Assim, F = P / n, em que P é o peso da carga e n é o número de trechos.
- Substituindo os dados: F = 300 / 2 = 150 N. Portanto, a força mínima que deve ser aplicada no cabo é 150 N, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A (75 N) divide a carga por 4, o que só ocorreria com 4 trechos sustentando a carga; a alternativa C (200 N) inclui uma margem de segurança que não faz parte do cálculo ideal; a alternativa D (450 N) soma a carga com metade dela, o que não corresponde ao princípio da roldana; a alternativa E (300 N) ignora completamente o ganho mecânico da roldana móvel.
💡 Dica: Calcule a força dividindo o peso pela quantidade de partes do cabo.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu a carga por 4, achando que a roldana móvel reduz a força pela metade duas vezes, ou contou erradamente os trechos de cabo.
Roldana móvel tem vantagem mecânica 2, logo F_aplicada = carga / 2 = 300 N / 2 = 150 N (sem atritos).
O aluno acredita que a força deve ser acrescida de uma margem de segurança, usando a intuição prática do dia a dia e não o modelo de sistema ideal pedido no enunciado.
Por que engana: O aluno pode confundir a força total necessária com a força aplicada em cada parte do cabo, somando incorretamente as forças.
O aluno soma o peso da carga com metade dele, confundindo a força necessária com a soma de forças, em vez de dividir a carga pelo número de trechos de cabo.
O aluno entende que a roldana não altera a intensidade da força e que o cabo precisa apenas igualar o peso da carga, desconsiderando o ganho mecânico da roldana móvel.
Raio-X da questão
força em roldana
avaliacao
sistemas de roldanas · equilíbrio de forças
Revisar as leis da física sobre sistemas de polias.
O aluno pode confundir a força total necessária com a força aplicada em cada parte do cabo, somando incorretamente as forças.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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