EEAR 2024 (CFS 2) — questão 89 de Física
Enunciado em texto
A figura a seguir representa um sistema de polias e cabos ideais construído em um local onde o módulo da aceleração da gravidade é igual a “g”. Uma pessoa de massa “M” em contato com uma plataforma (de massa desprezível) mantém um objeto de massa igual a “m” em equilíbrio estático ao aplicar uma força de módulo igual a “F” ao cabo “C” que se encontra esticado e preso ao teto.
Considerando que não haja nenhum momento gerado na plataforma, assinale a alternativa que indica corretamente a expressão para “F”.
a) mg
b) Mg
c)
d)
[Figura: duas polias fixas penduradas no teto, lado a lado. Um cabo prende o objeto, sobe até a polia da direita, passa por cima das duas polias e desce pela esquerda até a plataforma, onde está preso. A pessoa está de pé sobre a plataforma e segura o cabo C, que desce do teto até a mão dela.]
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2024 — 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 que a pessoa faz no cabo C para que tudo fique parado.
Passo 1 — a tração no cabo das polias. O objeto está em equilíbrio, então a tração vale o peso dele. Com polias fixas e cabo ideal, essa tração é a mesma em todo o cabo, inclusive na ponta presa à plataforma:
Passo 2 — a força do cabo C sobre a pessoa. A pessoa puxa o cabo C para baixo com força F; pela 3ª lei de Newton, o cabo puxa a pessoa para cima com força F.
Passo 3 — equilíbrio do conjunto pessoa + plataforma. Para cima: a tração T na plataforma e a força F do cabo C. Para baixo: o peso Mg (a plataforma não tem massa):
Conferindo: se M = m, a tração sozinha já sustenta a pessoa e F = 0. Faz sentido. (Para F ser uma tração, é preciso M > m.)
⚠️ A armadilha: achar que a pessoa sustenta o objeto inteiro e marcar mg (alternativa A), ou somar os pesos (alternativa C). Na verdade o cabo das polias ajuda a pessoa: puxa a plataforma para cima com mg.
A ideia em uma frase: isole pessoa + plataforma: o cabo das polias puxa para cima com mg, e o cabo C completa o que falta para equilibrar Mg.
Resposta: alternativa D ().
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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