UFSC 2020 — questão 24 de Física
Enunciado em texto
O avanço tecnológico tem facilitado a acessibilidade de pessoas com deficiências físicas em diversas situações. As plataformas elevatórias e elevadores para piscinas são exemplos disso. Em um ambiente de piscina, esses equipamentos oferecem maior independência para pessoas com mobilidade reduzida. Considere um elevador de piscina e seu movimento de levar uma jovem com massa de 80 kg da beira da piscina até certa profundidade da água. As figuras a seguir mostram a sequência dos movimentos. Despreze o peso da cadeira.
Figura 1 – movimento uniforme de elevação (movimento vertical) da jovem.
Figura 2 – movimento uniforme lateral (movimento horizontal) da jovem.
Figura 3 – movimento uniforme de descida (movimento vertical) da jovem até a profundidade desejada.
Figura 4 – jovem em repouso dentro da água da piscina e na profundidade desejada.
[Figuras: um elevador de piscina na borda, com uma coluna e uma haste horizontal presa a ela no ponto A, de onde pende a cadeira com a jovem. Figura 1: a jovem, junto à coluna, sobre a borda, sobe (seta para cima). Figura 2: a haste se estende e leva a jovem para a esquerda, para cima da piscina (seta para a esquerda). Figura 3: a jovem, já sobre a piscina, desce (seta para baixo). Figura 4: a jovem dentro da água, com a cabeça de fora, e a haste mais baixa.]
Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:
(01) para elevar a jovem 40 cm no tempo de 3 s, o motor do elevador deve desenvolver a potência de aproximadamente 0,14 CV.
(02) na sequência dos movimentos das Figuras 1, 2 e 3, o momento (torque) da força peso em relação ao ponto A não se altera.
(04) a força aplicada pelo motor do elevador sobre a haste que suporta a jovem não é constante em todo o movimento da Figura 3.
(08) a força aplicada pelo motor do elevador sobre a haste que suporta a jovem, na Figura 4, é menor do que na Figura 2, porque o peso da jovem diminui dentro da água.
(16) a força aplicada pelo motor do elevador sobre a haste que suporta a jovem, na Figura 4, é menor do que 800 N.
(32) à medida que a jovem entra na água, a pressão hidrostática na ponta dos seus dedos dos pés diminui.
(Enunciado e figura: Vestibular UFSC/UFFS 2020 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: analisar potência, torque e forças de sustentação em cada etapa do elevador.
(01) Verdadeira. Subindo com velocidade constante, o motor faz força igual ao peso (800 N). A potência é o trabalho dividido pelo tempo:
Com 1 CV = 735,5 W (formulário da prova): CV.
(02) Falsa. O momento do peso em relação a A é , com d a distância horizontal entre A e a linha de ação do peso. Na Figura 2 a jovem é levada para longe da coluna: d aumenta, e o torque também.
(04) Verdadeira. A Figura 3 vai “até a profundidade desejada”: na parte final da descida a jovem entra na água. Enquanto ela submerge, o empuxo cresce, e a força que a haste precisa fazer () diminui. Fora da água a força seria constante (igual ao peso), mas no movimento todo ela não é.
(08) Falsa. A força na Figura 4 é de fato menor, mas o motivo está errado: o peso () não muda dentro da água. O que aparece é o empuxo, que alivia a sustentação.
(16) Falsa. Segundo o gabarito oficial.
Atenção: pela física, a (16) seria verdadeira. Na Figura 4 a jovem está quase toda submersa e em repouso: a haste faz , com , e F fica bem abaixo de N. Não encontramos leitura do enunciado que torne a (16) falsa; o julgamento correto seria verdadeira, com soma 21 (01 + 04 + 16). Publicamos o gabarito oficial.
(32) Falsa. A pressão hidrostática cresce com a profundidade, (formulário). À medida que ela desce, os dedos dos pés ficam mais fundos e a pressão neles aumenta.
⚠️ A armadilha: a (08). A frase “o peso diminui dentro da água” é o erro clássico: o peso é a atração da Terra e não muda; quem alivia é o empuxo.
A ideia em uma frase: dentro da água o peso continua o mesmo, mas o empuxo divide o serviço com a haste; e o torque do peso cresce com a distância horizontal ao ponto de apoio.
Resposta: soma 05 (01 + 04).
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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