Questão 90 (CFS 2) da EEAR 2024

Question

– Na figura a seguir, tem-se um bloco A, de massa igual a 16\text{ kg}, que está colocado sobre uma superfície horizontal (coeficiente de atrito estático entre bloco e a superfície horizontal igual a 0{,}4) e ligado por meio de uma corda ideal (inextensível e de massa desprezível), que passa por uma polia ideal, a um cilindro B. Este cilindro B, tem massa igual a 0{,}4\text{ kg} e pode ser preenchido com água (densidade igual a 1\text{ g/cm}^3). Qual o volume de água, em litros, que deve ser adicionado ao cilindro para que o bloco A alcance a condição de iminência de movimento, em um local onde o módulo da aceleração da gravidade vale 10\text{ m/s}^2?

Esquema mecânico com um bloco retangular A sobre uma superfície horizontal ligado por um fio inextensível a uma polia fixada no canto da superfície, com a outra extremidade sustentando verticalmente um cilindro B suspenso no ar.

A
6{,}0
B
6{,}4
C
60
D
64

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 90 (CFS 2) da EEAR 2024

CFS 2 · Física: Atrito e resistência do ar

– Na figura a seguir, tem-se um bloco A, de massa igual a 16\text{ kg}, que está colocado sobre uma superfície horizontal (coeficiente de atrito estático entre bloco e a superfície horizontal igual a 0{,}4) e ligado por meio de uma corda ideal (inextensível e de massa desprezível), que passa por uma polia ideal, a um cilindro B. Este cilindro B, tem massa igual a 0{,}4\text{ kg} e pode ser preenchido com água (densidade igual a 1\text{ g/cm}^3). Qual o volume de água, em litros, que deve ser adicionado ao cilindro para que o bloco A alcance a condição de iminência de movimento, em um local onde o módulo da aceleração da gravidade vale 10\text{ m/s}^2?

Esquema mecânico com um bloco retangular A sobre uma superfície horizontal ligado por um fio inextensível a uma polia fixada no canto da superfície, com a outra extremidade sustentando verticalmente um cilindro B suspenso no ar.

A
6{,}0
B
6{,}4
C
60
D
64

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

Reportar erro na questão

Resolução comentada

Na iminência de movimento, a tração no fio iguala a força de atrito estático máxima sobre A, e o conjunto ainda está em equilíbrio.

Atrito máximo em A, que está na horizontal, então N = P_A = m_A g:

f_{at} = \mu N = 0{,}4 \cdot 16 \cdot 10 = 64\ \text{N}

O cilindro B está em equilíbrio, então a tração equilibra o peso de B (cilindro mais água):

T = P_B = m_B\, g

Na iminência, T = f_{at}:

m_B \cdot 10 = 64 \Rightarrow m_B = 6{,}4\ \text{kg}

Essa massa total inclui o cilindro vazio de 0{,}4\ \text{kg}. A massa de água é:

m_{água} = 6{,}4 - 0{,}4 = 6{,}0\ \text{kg}

Com densidade de 1\ \text{g/cm}^3 = 1\ \text{kg/L}, 6{,}0\ \text{kg} de água ocupam 6{,}0\ \text{L}.

É preciso descontar a massa do próprio cilindro, pois o enunciado pede só o volume de água.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa B engana quem esquece de descontar a massa do cilindro vazio (0,4 kg) da massa total de 6,4 kg.

Por que as outras alternativas estão erradas

BUsa a massa total de B (6,4 kg) como se fosse só de água, esquecendo de descontar os 0,4 kg do cilindro.
CErra a conversão de unidades: 6 kg de água são 6 L, não 60 L.
DConfunde a força de atrito (64 N) com a massa e erra a conversão, além de não descontar o cilindro.

Assunto: Atrito e resistência do ar.

Reportar erro na resolução

Ver como caiu na prova

Questão 90 no caderno CFS 2 da EEAR 2024

Fonte: EEAR 2024 · CFS 2. Prova oficial ↗