Sobre o tema
Sistemas de polias são fundamentais na mecânica para alterar a direção e a intensidade de forças. Em academias, aparelhos de musculação utilizam esse princípio para proporcionar diferentes níveis de resistência. A vantagem mecânica de uma polia móvel permite que uma mesma força levante cargas maiores, dividindo o peso. Este problema do ENEM 2023 explora exatamente essa relação: dada a mesma força aplicada pelo usuário, como devem ser as massas nos dois tipos de aparelhos? A resolução envolve equilíbrio de forças, considerando polias fixas e móveis, e é um exemplo clássico de aplicação de conceitos de estática e máquinas simples.
Tópicos relacionados
- Sistemas de polias
- Vantagem mecânica
- Força constante em exercícios
- Física no ENEM
- Máquinas simples
Enunciado
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 (no aparelho tipo 1) e M2 (no aparelho tipo 2), com velocidade constante. A fim de que o exercício seja realizado com a mesma força F vetorial, 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.
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Para essa academia, qual deve ser a razão M2 dividido por M1 informada aos usuários?
Alternativas
- A)
1/4
- B)
1/5
- C)
1
- D)
2
- E)
3
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Perguntas frequentes
Como funciona uma polia móvel?
Uma polia móvel reduz pela metade a força necessária para levantar um peso, pois a corda suporta o peso em dois segmentos, dividindo a carga.
Qual é a diferença entre polia fixa e polia móvel?
A polia fixa apenas muda a direção da força, sem alterar sua intensidade. Já a polia móvel proporciona ganho mecânico, reduzindo a força aplicada.
Por que a velocidade constante é importante nesse problema?
Velocidade constante implica equilíbrio de forças (resultante nula), permitindo igualar a força aplicada ao peso levantado, sem considerar aceleração.