EsPCEx 2024/2025 — questão 32 de Física

Gabarito DEstática — equilíbrio de ponto material: corda com peso no meio e força de arrastoConcurso de Admissão 2024/2025 · Exame Intelectual, 1º dia · Modelo A
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 32 de Física do EsPCEx 2024/2025

Enunciado em texto

Em um rio, um barco está amarrado a uma estaca através de uma corda ideal com 5,0 m de comprimento, fixa nos pontos A e B de mesma altura. Um peso de 100 N é suspenso no meio dessa corda. O rio possui uma correnteza que exerce sobre o barco uma força de arrasto horizontal F⃗c\vec F_c de intensidade igual a 50 N, conforme indicado no desenho. A corda, a estaca e F⃗c\vec F_c são coplanares. Considerando que todo o sistema encontra-se em equilíbrio estático, a intensidade da tração na corda e a distância do barco à estaca são, respectivamente, iguais a:

[Figura: a corda vai do ponto A, na estaca, até o ponto B, no barco, na mesma altura; no meio dela pende o peso de 100 N, formando um V. A correnteza puxa o barco para longe da estaca com F⃗c\vec F_c, horizontal. Desenho ilustrativo – fora de escala.]

(A) 1002100\sqrt2 N e 2,522{,}5\sqrt2 m

(B) 0,0120{,}01\sqrt2 N e 525\sqrt2 m

(C) 0,0120{,}01\sqrt2 N e 2,522{,}5\sqrt2 m

(D) 50250\sqrt2 N e 2,522{,}5\sqrt2 m

(E) 1002100\sqrt2 N e 525\sqrt2 m

(Enunciado e figura: EsPCEx — Concurso de Admissão 2024/2025, 1º dia, Modelo A.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx), do Exército Brasileiro.

Resolução comentada

O que a questão pede: a tração na corda e a distância entre A e B.

Passo 1 — o barco, na horizontal. A correnteza (50 N) é equilibrada pela componente horizontal da tração no trecho que chega em B. Pela simetria, os dois trechos formam o mesmo ângulo α com a horizontal:

Tcos⁡α=50T\cos\alpha = 50

Passo 2 — o ponto do meio, na vertical. Os dois trechos seguram o peso:

2 Tsen⁡α=100  ⇒  Tsen⁡α=502\,T\operatorname{sen}\alpha = 100 \;\Rightarrow\; T\operatorname{sen}\alpha = 50

Passo 3 — juntando: tg⁡α=1\operatorname{tg}\alpha = 1, então α = 45° e

T=50cos⁡45∘=502 NT = \frac{50}{\cos45^\circ} = 50\sqrt2\ \text{N}

Passo 4 — a distância. Cada metade da corda tem 2,5 m e faz 45° com a horizontal:

AB=2×2,5cos⁡45∘=2,52 mAB = 2 \times 2{,}5\cos45^\circ = 2{,}5\sqrt2\ \text{m}

⚠️ A armadilha: achar que a tração vale 100 N, o peso. A tração depende do ângulo da corda, que aqui é decidido pela correnteza.

A ideia em uma frase: ponto em equilíbrio: decomponha cada tração e iguale as componentes horizontais e verticais separadamente.

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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

Outras questões de Física do EsPCEx 2024/2025

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do EsPCEx 2024/2025 →

Mais questões de Estática, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →