ENEM 2023 — questão 130 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto vale a tração em cada corda quando o caminhão acelera e quando ele freia.

Passo 1 — o quanto o atrito segura. A carga está na iminência de escorregar, então o atrito estático já está no máximo:

$f_{max}=\mu\,N=\mu\,M g=0{,}2\cdot 200\cdot 10=400\ \text{N}$

Esse é o teto: mais do que isso, o assoalho não consegue segurar.

Passo 2 — quanta força a carga precisa em cada situação. Pela 2ª lei de Newton, para a carga acompanhar o caminhão ela precisa de uma resultante $F=M a$:

• arrancada ($a=3\ \text{m/s}^2$): $F=200\cdot 3=600\ \text{N}$

• frenagem ($a=5\ \text{m/s}^2$): $F=200\cdot 5=1\,000\ \text{N}$

Passo 3 — a corda entra só com a diferença. O atrito contribui com $400\ \text{N}$; o que faltar, a corda fornece:

• arrancada: $600-400=200\ \text{N}$

• frenagem: $1\,000-400=600\ \text{N}$

Passo 4 — qual corda trabalha em cada caso. Corda só puxa, nunca empurra.

• Quando o caminhão arranca, a carga tende a ficar para trás em relação a ele: quem a segura para a frente é a corda 2. Então $T_2=200\ \text{N}$ e $T_1=0$.

• Quando ele freia, a carga tende a avançar: quem a segura para trás é a corda 1. Então $T_1=600\ \text{N}$ e $T_2=0$.

A pegadinha: as alternativas B e E trazem $1\,400$ e $1\,040$ — valores que aparecem se você somar o atrito em vez de descontá-lo, ou se puser as duas cordas tracionadas ao mesmo tempo.

Resposta: alternativa A (aceleração: $T_1=0$ e $T_2=200$; frenagem: $T_1=600$ e $T_2=0$).