Tração e polias no ENEM 2023
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 M e M, 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 academia, qual deve razão M2/M1 informada essa ser a aos usuários?
Ver gabarito e explicação
Gabarito: D
No Aparelho do tipo 1, a corda passa apenas por polias fixas, que mudam apenas a direção da força. A tração em toda a corda é igual à força aplicada . Como a velocidade é constante, a tração equilibra o peso da massa :
No Aparelho do tipo 2, a massa está suspensa por uma polia móvel. A corda passa por essa polia, sendo sustentada por duas seções verticais paralelas. Cada seção tem tração igual a . O equilíbrio de forças na vertical para a massa é:
Isolando as massas nas equações anteriores e calculando a razão pedida:
A alternativa correta é a D.