OBF 2025 (1ª fase, Nível I) — questão 20 de Física
Enunciado em texto
A famosa frase de Arquimedes “Dê-me um ponto de apoio, e moverei o mundo” demonstra o poder das alavancas em multiplicar a força. No entanto, encontrar um ponto de apoio — também chamado fulcro — pode não ser tarefa fácil, pois ele também está submetido a forças.
[Figura: uma haste horizontal apoiada num fulcro triangular; na ponta esquerda está uma pedra, a 30 cm do fulcro; na ponta direita, a 120 cm do fulcro, um menino segura a haste e a empurra para baixo.]
Considere a figura, em que uma alavanca de haste 150 cm e massa desprezível, está sendo usada para sustentar uma pedra de peso N. A força aplicada pelo menino sobre a alavanca e a força exercida pela haste sobre o fulcro são, respectivamente:
(a) 125 N e 375 N
(b) 150 N e 650 N
(c) 250 N e 250 N
(d) 125 N e 625 N
(e) 150 N e 350 N
(Enunciado e figura: Olimpíada Brasileira de Física 2025, 1ª fase, Nível I — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto o menino precisa empurrar para equilibrar a pedra, e com que força a haste aperta o fulcro.
Passo 1 — as forças na haste. A pedra empurra a ponta esquerda para baixo com 500 N. O menino empurra a ponta direita para baixo com uma força . O fulcro empurra a haste para cima, no ponto de apoio.
Passo 2 — a força do menino (regra da alavanca). Para a haste ficar em equilíbrio sem girar, o “efeito de giro” de cada lado tem que ser igual. Esse efeito é a força vezes a distância até o fulcro:
O menino está 4 vezes mais longe do fulcro que a pedra, então precisa de só um quarto da força: 500 ÷ 4 = 125 N.
Passo 3 — a força no fulcro. Para a haste não subir nem descer, a força para cima (do fulcro) tem que equilibrar as duas forças para baixo (pedra e menino):
Pela ação e reação, a haste aperta o fulcro para baixo com esses mesmos 625 N.
⚠️ A armadilha: achar que o menino “ajuda” o fulcro e subtrair, 500 − 125 = 375 N, alternativa (A). Mas o menino empurra para baixo, do mesmo jeito que a pedra: as duas forças se somam sobre o fulcro. A alavanca diminui o esforço do menino, mas o apoio aguenta tudo.
A ideia em uma frase: a alavanca troca força por distância para quem empurra, mas o fulcro sustenta a soma de todas as forças.
Resposta: alternativa D (125 N e 625 N).
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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