ENEM 2013 — questão 52 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a força que a bomba faz no fluido, na tubulação estreita, para levantar tudo com velocidade constante.

Passo 1 — o peso a ser levantado. Velocidade constante quer dizer resultante nula: o pistão faz uma força igual ao peso total (pessoa + cadeira + plataforma):

$$m = 65 + 15 + 20 = 100\ \text{kg}$$

$$P = m\,g = 100 \times 10 = 1\,000\ \text{N}$$

Passo 2 — princípio de Pascal. A pressão aplicada pela bomba se transmite igualmente a todo o fluido. Então a pressão no tubo estreito é igual à pressão sob o pistão largo:

$$\frac{F_{\text{bomba}}}{A} = \frac{F_{\text{pistão}}}{5A}$$

$$F_{\text{bomba}} = \frac{1\,000}{5} = 200\ \text{N}$$

⚠️ As armadilhas: esquecer de dividir pela razão das áreas e marcar 1 000 N (alternativa D); ou multiplicar em vez de dividir, 5 000 N (alternativa E). O elevador hidráulico multiplica a força: a bomba faz a força pequena, o pistão grande faz a força grande.

A ideia em uma frase: pelo princípio de Pascal a pressão é a mesma nos dois lados, então a força fica dividida pela razão das áreas: 1 000 N / 5 = 200 N.

Resposta: alternativa C (200 N).