102 Resolvido ENEM 2024 Física

Questão 102

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 M 2, 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?

A 1/4

B 1/2

C 1

D 2

E 4

Comentários:

Como o próprio enunciado deixou claro, as polias móveis dividem a força, facilitando levantar os pesos. De fato, quanto mais polias móveis associadas, menos força precisa ser aplicada na corda para para levantar a mesma massa, já que essa "ajuda" varia com potência de 2 --> 2^n, e é chamada de vantagem mecânica.

Como vai ser feita a mesma força em cada aparelho, calculamos a força F para cada um deles e igualamos no fim.

Resposta:

D