Questão 109 — ENEM 2023
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 M₁ e M₂, 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 M₂/M₁ informada aos usuários?
Alternativas
Resolução
Ficha da Questão
- Matérias Necessárias: Física → máquinas simples; polias
- Nível: Fácil — aplicar vantagem mecânica da polia móvel
- Gabarito: D
Passo 1 — Leitura
- Comando: "Qual a razão M₂/M₁?"
- Armadilha: marcar A (1/4) — inverter a razão.
Passo 2 — Conceitos
- Polia fixa: muda direção; F = M·g.
- Polia móvel: divide força por 2; F = (M·g)/2.
Passo 3 — Decodificação
- Aparelho 1 (polia fixa): F = M₁·g.
- Aparelho 2 (polia móvel): F = M₂·g/2.
- Igualdade: M₁·g = M₂·g/2 → M₂ = 2·M₁.
Passo 4 — Resolução
M₂/M₁ = 2 = D.
Passo 5 — Análise
A) 1/4. ❌ Inverso ao quadrado.
B) 1/2. ❌ Razão invertida.
C) 1. ❌ Não considera vantagem.
D) 2. ✅ M₂ deve ser o dobro para igualar a força.
E) 4. ❌ Exagero.
Gabarito: D
Passo 6 — Dica
- Padrão: polia móvel divide por 2 → dobra a carga para mesma força.
- Conexões: máquinas simples; vantagem mecânica.