PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 86 (CFS 2) da EEAR 2018
– Um pedreiro decidiu prender uma luminária de 6\text{ kg} entre duas paredes. Para isso dispunha de um fio ideal de 1{,}3\text{ m} que foi utilizado totalmente e sem nenhuma perda, conforme pode ser observado na figura. Sabendo que o sistema está em equilíbrio estático, determine o valor, em \text{N}, da tração que existe no pedaço \overline{\text{AB}} do fio ideal preso à parede. Adote o módulo da aceleração da gravidade no local igual a 10\text{ m/s}^2.

- A30
- B40
- C50
- D60
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Resolução comentada
O ponto B está em equilíbrio, então a soma das forças sobre ele é zero. Atuam em B: o peso da luminária (puxando para baixo, com tração T_{\text{baixo}} = P) e as trações T_{AB} e T_{BC} nos dois trechos inclinados.
Como a figura é simétrica (40 cm para cada lado, desnível de 30 cm), as duas trações inclinadas têm o mesmo módulo T.
-
Peso: P = mg = 6 \cdot 10 = 60\ \text{N}.
-
Geometria do trecho AB: catetos de 40 cm (horizontal) e 30 cm (vertical), então o comprimento é \sqrt{40^2+30^2} = 50\ \text{cm}. Confere com o fio: 50+50+30 = 130\ \text{cm} = 1{,}3\ \text{m}.
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O ângulo \theta do fio com a horizontal tem \sen\theta = \dfrac{30}{50} = 0{,}6.
-
Equilíbrio na vertical: as componentes verticais das duas trações sustentam o peso:
- Verificação na horizontal: T\cos\theta de um lado (com \cos\theta=0{,}8) cancela o do outro, pois são iguais e opostas. Está coerente.
Logo, a tração no trecho AB é de 50\ \text{N}.
Alternativa C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ANão corresponde a nenhuma relação correta de equilíbrio entre o peso de 60 N e o ângulo do fio.
- BResultaria de um ângulo errado, por exemplo usar o cosseno 0,8 no lugar do seno 0,6 sem a razão correta (60/(2\cdot0{,}8)=37{,}5 não dá 40 de forma coerente).
- DIguala a tração ao peso, esquecendo que a componente vertical de cada fio é só uma parte de T e que há dois fios.
Assunto: Equilíbrio do ponto material.
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Fonte: EEAR 2018 · CFS 2. Prova oficial ↗