Física · VUNESP · 2025 | Questão sqc-vu104719

Estática: sistema de polias

Gabarito: letra B. A força necessária para sustentar o bloco é de 450 N, calculada pela divisão do peso do corpo pelo número de segmentos de fio que sustentam a polia móvel, conforme os princípios da estática.

O sistema apresentado consiste em uma associação de polias onde uma polia móvel está diretamente ligada ao bloco B. Para sustentar o bloco de massa $m = 90\,\text{kg}$ sob uma aceleração da gravidade $g = 10\,\text{m/s}^2$ , calculamos primeiro o peso do bloco ( $P$ ):

P = m \cdot g = 90\,\text{kg} \cdot 10\,\text{m/s}^2 = 900\,\text{N}

Na configuração ilustrada, o bloco B está suspenso por uma polia móvel que é sustentada por dois segmentos de fio. Em um sistema de polias ideais, a força de tração $F$ aplicada na extremidade do fio se distribui igualmente por todos os segmentos que sustentam a carga. Como existem dois segmentos de fio sustentando a polia móvel, a força necessária para o equilíbrio é dada por:

F = \frac{P}{2} = \frac{900\,\text{N}}{2} = 450\,\text{N}

{"tipo": "forcas", "vetores": [{"rotulo": "P", "angulo": 270, "magnitude": 9}, {"rotulo": "F", "angulo": 90, "magnitude": 4.5}], "origem_rotulo": "O"}

Alternativa A — ❌ Incorreta

O valor de 300 J está incorreto pois a unidade de medida apresentada é Joule (J), que é uma unidade de energia ou trabalho, e não de força. Além disso, o valor numérico não corresponde ao cálculo de equilíbrio estático.

Alternativa B — ✅ Correta

Esta é a resposta correta, pois 450 N representa a força necessária para equilibrar o peso de 900 N distribuído entre os dois segmentos de fio que sustentam a polia móvel.

Alternativa C — ❌ Incorreta

O valor de 900 N corresponde ao peso total do bloco ( $P = m \cdot g$ ). Esta força seria necessária se o bloco estivesse suspenso por um único fio sem o auxílio da polia móvel (vantagem mecânica).

Alternativa D — ❌ Incorreta

O valor de 450 J utiliza a unidade de energia (Joule) em vez da unidade de força (Newton), tornando a alternativa fisicamente incorreta para a grandeza solicitada.

Alternativa E — ❌ Incorreta

O valor de 300 N seria obtido se o sistema possuísse uma vantagem mecânica de 3 (ou seja, se houvesse 3 segmentos de fio sustentando a carga), o que não condiz com a montagem da figura.

NÃO CAIA NESSA!

A banca utiliza unidades de medida distintas (Joule vs. Newton) para confundir o candidato. Lembre-se sempre de que força é medida em Newtons (N) e trabalho/energia em Joules (J). Além disso, a contagem correta dos segmentos de fio que sustentam a polia móvel é essencial para determinar a vantagem mecânica do sistema.

Gabarito: letra B