EEAR 2024 (CFS 1) — questão 93 de Física
Enunciado em texto
A figura a seguir representa um conjunto de polias e cabos ideais que formam um aparelho de musculação muito empregado em academias.
[Figura: no alto, uma polia fixa presa ao teto. O bloco de peso P pende do lado direito dessa polia; o cabo passa por cima dela, desce pelo lado esquerdo, contorna por baixo uma polia intermediária (livre, sem eixo preso) e sobe pelo lado esquerdo dela até o teto. Do eixo dessa polia intermediária sai outro cabo para baixo, que passa pelo lado direito de uma terceira polia, presa ao solo pelo eixo, contorna-a por baixo e sai na horizontal para a esquerda, onde é puxado com a força F.]
Assinale a alternativa que indica corretamente o módulo da força (F) necessária para manter um objeto sujeito a uma força-peso de módulo igual a “P” parado acima do solo.
a) P/2
b) P/4
c) 2P
d) 4P
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 1/2024 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: a força F que mantém o bloco parado, seguindo as trações de cabo em cabo.
Passo 1 — o cabo do bloco. O bloco está parado, então o cabo que o segura tem tração P. Cabo e polias são ideais: a tração é a mesma ao longo de todo esse cabo, que passa pela polia do teto, contorna a polia intermediária e termina no teto.
Passo 2 — a polia intermediária (móvel). Ela é puxada para cima pelos dois trechos desse cabo, cada um com tração P. Como é ideal (sem massa) e está em equilíbrio, o cabo preso ao seu eixo puxa para baixo com:
Passo 3 — a polia de baixo (fixa no solo). Ela só muda a direção do cabo, de vertical para horizontal, sem mudar a tração:
⚠️ A armadilha: decorar que “polia móvel divide a força por 2” e marcar P/2 (alternativa A). Aqui a montagem é ao contrário: o bloco está no cabo que passa pela polia móvel, e quem puxa a polia pelo eixo é o atleta. Por isso a força dele é o dobro do peso, que é justamente o que se quer num aparelho de musculação.
A ideia em uma frase: siga as trações: no mesmo cabo ideal a tração é uma só, e o eixo da polia móvel aguenta a soma dos dois trechos que a envolvem.
Resposta: alternativa C (2P).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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