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Questão 102 do Caderno Amarelo do Enem 2023 - Segundo Dia | Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

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.
Aparelho do tipo 1 Aparelho do tipo 2 M1 M2

Para essa academia, qual deve ser a razão M M 2 1 informada aos usuários?


A ) 1/4

B ) 1/2

C ) 1

D ) 2

E ) 4


Mostrar Resposta Comentada:

Alternativa: D


Explicação:

A relação entre as cargas nos dois tipos de aparelhos de musculação da academia.


Para resolves esta questão, você precisará usar seus conhecimentos sobre força, massa, polias fixas e móveis, trabalho, potência e energia.


Analisando os dois tipos de aparelhos:

  • Aparelho tipo 1: A força aplicada é igual à força que resiste ao movimento.

  • Aparelho tipo 2: A força aplicada é dividida pela quantidade de cordas que sustentam a carga.


Igualando as forças para o mesmo exercício:

  • Força no aparelho tipo 1: F = M1 * g

  • Força no aparelho tipo 2: F = M2 * g / 2


Determinando a razão entre as massas:

  • M2 g / 2 = M1 g

  • M2 / M1 = 2


Conclusão:

A razão entre as massas M2 e M1 que deve ser informada aos usuários é de 2.


Resposta:

A alternativa correta é a


D) 2.

Dicas para gabaritar:

  • Compreenda o funcionamento das polias fixas e móveis.

  • Determine a força resultante que atua em cada tipo de aparelho.

  • Igualar as forças para o mesmo exercício.

  • Calcular a razão entre as massas M2 e M1.


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