UECE 2017.1 — questão 40 de Física

Gabarito BDinâmica — segunda lei de Newton no elevador (tração no cabo)Vestibular 2017.1 · 1ª fase · Conhecimentos Gerais · Gabarito 1

Enunciado da questão 40 de Física do UECE 2017.1 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Considere dois instantes no deslocamento de um elevador em viagem de subida:o início (I) imediatamente após a partida, e o final (F) imediatamente antes da parada. Suponha que apenas um cabo de aço é responsável pela sustentação e movimento do elevador. Desprezando todos os atritos, é correto afirmar que a força exercida pelo cabo na cabine no início ( $\vec{F}_{\text{I}}$ ) e no final ( $\vec{F}_{\text{F}}$ ) tem direção e sentido

A) vertical para cima e vertical para baixo, respectivamente, com $|\vec{F}_{\text{I}}| > |\vec{F}_{\text{F}}|$ .

B) vertical para cima, nos dois casos, e com $|\vec{F}_{\text{I}}| > |\vec{F}_{\text{F}}|$ .

C) vertical para baixo e vertical para cima, respectivamente, com $|\vec{F}_{\text{I}}| > |\vec{F}_{\text{F}}|$ .

D) vertical para baixo, nos dois casos, e com $|\vec{F}_{\text{I}}| < |\vec{F}_{\text{F}}|$ .

(Enunciado: Vestibular UECE 2017.1, 1ª fase — CEV/UECE.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Ceará (UECE) e à sua Comissão Executiva do Vestibular (CEV/UECE).

Resolução comentada

O que a questão pede: o sentido e a comparação dos valores da força do cabo logo depois da partida e logo antes da parada, numa subida.

Passo 1 — o sentido. Um cabo só puxa; ele não empurra. Preso em cima da cabine, ele a puxa para cima, sempre. Isso já deixa só a alternativa B, mas vale conferir os valores.

Passo 2 — o início (partida). O elevador estava parado e começa a subir: a velocidade para cima aumenta, então a aceleração é para cima. Pela segunda lei de Newton, com a positivo para cima:

$F_{\text{I}} - mg = m\,a$

$F_{\text{I}} = m\,(g + a) > mg$

Passo 3 — o final (parada). O elevador ainda sobe, mas está freando: a aceleração é para baixo. Então:

$mg - F_{\text{F}} = m\,a$

$F_{\text{F}} = m\,(g - a) < mg$

Passo 4 — comparar: $F_{\text{I}} > mg > F_{\text{F}}$ . O cabo puxa mais forte na partida do que na chegada.

Conferindo pela sensação: na partida de um elevador que sobe, você se sente mais “pesado”; na chegada, mais “leve”. É a mesma física.

⚠️ A armadilha: a (A), achar que, para frear, o cabo tem de puxar para baixo. Não precisa: basta ele puxar para cima menos do que o peso, e o peso faz o resto da freada. E um cabo nem conseguiria empurrar.

A ideia em uma frase: o cabo sempre puxa para cima; acelerando para cima ele puxa mais que o peso, freando a subida ele puxa menos.

Resposta: alternativa B.

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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