PUC-SP 2011 (inverno) — questão 16 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência do motor para subir a cabine lotada com velocidade constante.

Passo 1 — o papel do contrapeso. O contrapeso de 800 kg desce enquanto a cabine sobe e equilibra exatamente o peso da cabine vazia (também 800 kg). Sobra para o motor só o peso da carga: 700 kg. Com g = 10 m/s² (o enunciado não dá o valor; é o usual):

$$F = 700 \times 10 = 7\,000\ \text{N}$$

Passo 2 — por que F é só isso. Com velocidade constante, a resultante é nula: o motor só precisa compensar o desequilíbrio entre os dois lados, sem acelerar nada.

Passo 3 — a potência. Força constante a velocidade constante: $P = F\,v$:

$$P = 7\,000 \times 1{,}2 = 8\,400\ \text{W}$$

Conferindo pela energia: a cada segundo, a cabine com carga (1 500 kg) sobe 1,2 m e o contrapeso (800 kg) desce 1,2 m. A energia potencial do sistema aumenta $(1\,500 - 800) \times 10 \times 1{,}2 = 8\,400$ J por segundo.

⚠️ A armadilha: ignorar o contrapeso e usar a massa toda de cabine mais carga: $1\,500 \times 10 \times 1{,}2 = 18\,000$ W (alternativa E). O contrapeso existe justamente para o motor não carregar o peso da cabine.

A ideia em uma frase: com contrapeso igual à cabine, o motor só ergue a carga: $P = m_{\text{carga}}\,g\,v$.

Resposta: alternativa C (8 400 W).