Ano 2022#huggingface#maritaca-ai-enem#enem#enem-2022

Sobre o tema

Questões de física sobre balanços e movimento circular são comuns no ENEM, exigindo a aplicação de conceitos como força centrípeta, conservação de energia e tensão em cabos. Neste problema, um pai calcula a tensão máxima em cada corda de um balanço que atinge 90° da vertical, considerando o movimento como circular uniforme e desprezando dissipações. A força de resistência é nula e a aceleração da gravidade é 10 m/s². A massa máxima dos filhos é 24 kg. O uso de dois cabos paralelos reduz a tensão em cada um. O cálculo envolve a energia potencial convertida em cinética no ponto mais baixo, onde a tensão é máxima. A tensão de ruptura é 25% maior que a tensão máxima calculada, um fator de segurança típico em projetos de engenharia.

Tópicos relacionados

  • Movimento circular uniforme e força centrípeta
  • Conservação da energia mecânica em pêndulos
  • Tensão em cabos e distribuição de forças
  • Cálculo de tensão máxima em balanços
  • Fatores de segurança em projetos

Enunciado

Um pai faz um balanço utilizando dois segmentos paralelos e iguais da mesma corda para fixar uma tábua a uma barra horizontal. Por segurança, opta por um tipo de corda cuja tensão de ruptura seja 25 por cento superior à tensão máxima calculada nas seguintes condições:
• O ângulo máximo atingido pelo balanço em relação à vertical é igual a 90 graus;
• Os filhos utilizarão o balanço até que tenham uma massa de 24 quilogramas.
Além disso, ele aproxima o movimento do balanço para o movimento circular uniforme, considera que a aceleração da gravidade é igual a 10 metros por segundo ao quadrado e despreza forças dissipativas.
Qual é a tensão de ruptura da corda escolhida?

Alternativas

  • A)

    120 newtons

  • B)

    300 newtons

  • C)

    360 newtons

  • D)

    450 newtons

  • E)

    900 newtons

0.0 (0 avaliacoes)

Avaliar: +1 XP. Favoritar: salva pra revisar. Comentar: +5 XP + 1 credito IA.

Comentarios (0)

Login obrigatorio

Carregando comentarios...

Perguntar pra IA

Perguntas frequentes

Qual é a tensão máxima em um balanço no ponto mais baixo?

A tensão máxima no ponto mais baixo é a soma do peso com a força centrípeta necessária para o movimento circular. Para um ângulo de 90°, a velocidade é máxima e a tensão é 3mg em uma corda única, ou 1,5mg por corda se houver duas cordas paralelas.

Por que o pai usou um fator de segurança de 25%?

O fator de segurança garante que a corda suporte cargas superiores à máxima esperada, prevenindo rupturas devido a variações imprevistas, como impacto ou desgaste. É uma prática comum em engenharia.

Como a presença de duas cordas afeta o cálculo?

Com duas cordas paralelas, a tensão se distribui igualmente entre elas, reduzindo a força em cada uma pela metade. Isso permite usar cordas mais finas ou com menor resistência, desde que dentro do fator de segurança.