Questão nº 109
Questão de Física · INEP ENEM 2023 (nº 109)
Uma academia decide trocar gradualmente seus aparelhos de musculação. Agora, os frequentadores que utilizam os aparelhos do tipo 1 podem também utilizar os aparelhos do tipo 2, representados na figura, para elevar cargas correspondentes às massas e , com velocidade constante. A fim de que o exercício seja realizado com a mesma força F, os usuários devem ser orientados a respeito da relação entre as cargas nos dois tipos de aparelhos, já que as polias fixas apenas mudam a direção das forças, enquanto a polia móvel divide as forças.
Em ambos os aparelhos, considere as cordas inextensíveis, as massas das polias e das cordas desprezíveis e que não há dissipação de energia.
Para essa academia, qual deve ser a razão informada aos usuários?
- A
- B
- C1
- D2 (alternativa correta)
- E4
Resposta comentada
Gabarito Alternativa D
Conceito-chave: Em uma polia fixa, a força F que você faz é igual ao peso levantado (). Já em uma polia móvel, o peso é sustentado por dois trechos de corda, então cada trecho "sente" só metade da carga (). Para o mesmo esforço F, a carga do aparelho 2 pode ser o dobro.
- (A) Incorreta: inverteria a lógica: significaria que a polia móvel exige o quádruplo de força, o que não ocorre — ela reduz o esforço, não aumenta.
- (B) Incorreta: é a pegadinha clássica de quem acha que a polia móvel "divide a força" e conclui que a carga deve ser menor. Na verdade, se a força é a mesma, a carga pode ser maior.
- (C) Incorreta: razão 1 só valeria se os dois aparelhos fossem idênticos (ambos com polia fixa). Como o tipo 2 tem polia móvel, ele multiplica a carga possível.
- (D) Correta: Igualando as forças: (polia fixa) e (polia móvel). Logo .
- (E) Incorreta: razão 4 corresponderia a um sistema com duas polias móveis (ou talha com 4 trechos de corda), o que não é o caso da figura — há apenas uma polia móvel.
Fonte: INEP ENEM 2023 (Caderno Azul). Reproduzida para fins de estudo.