ENEM 2023 — questão 102 de Física
Enunciado em texto
Uma academia decide trocar gradualmente seus aparelhos de musculação. Agora, os frequentadores que utilizam os aparelhos do tipo 1 podem também utilizar os aparelhos do tipo 2, representados na figura, para elevar cargas correspondentes às massas M₁ e M₂, com velocidade constante. A fim de que o exercício seja realizado com a mesma força F, os usuários devem ser orientados a respeito da relação entre as cargas nos dois tipos de aparelhos, já que as polias fixas apenas mudam a direção das forças, enquanto a polia móvel divide as forças.
Em ambos os aparelhos, considere as cordas inextensíveis, as massas das polias e das cordas desprezíveis e que não há dissipação de energia.
Para essa academia, qual deve ser a razão M₂/M₁ informada aos usuários?
A 1/4
B 1/2
C 1
D 2
E 4
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: a razão para que o usuário faça a mesma força nos dois aparelhos.
Passo 1 — o aparelho 1. Só há polias fixas. Elas mudam a direção da força, mas não o valor. Como a carga sobe com velocidade constante, a resultante é zero:
Passo 2 — o aparelho 2. Aqui a carga está pendurada numa polia móvel. Os dois trechos de corda que sustentam a polia têm a mesma tração , e juntos equilibram o peso:
Passo 3 — imponha a mesma força.
Faz sentido: a polia móvel divide a força pela metade, então, para cansar o mesmo tanto, o usuário precisa pendurar o dobro de massa nela. Nada é de graça: em compensação, ele terá de puxar o dobro de corda para levantar a mesma altura.
Cuidado com o sentido da razão: a pergunta é , não . Inverter dá , que é a alternativa B.
Resposta: alternativa D (2).
Resolução em vídeo
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