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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 122 do ENEM 2018

2º dia · Ciências da Natureza · H7 · Física: Movimento circular uniforme e transmissão de movimento

Visando a melhoria estética de um veículo, o vendedor de uma loja sugere ao consumidor que ele troque as rodas de seu automóvel de aro 15 polegadas para aro 17 polegadas, o que corresponde a um diâmetro maior do conjunto roda e pneu.

Duas consequências provocadas por essa troca de aro são:

  1. A
    Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais instável e aumentar a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
  2. B
    Abaixar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais instável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
  3. C
    Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e aumentar a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
  4. D
    Abaixar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
  5. E
    Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Duas ideias entram aqui: centro de massa e velocímetro.

Centro de massa. Com o conjunto roda e pneu de diâmetro maior, o carro fica mais alto em relação ao solo, e o centro de massa sobe. Quanto mais alto o centro de massa, mais fácil é tombar o veículo, por exemplo numa curva. Ele fica menos estável.

Velocímetro. O velocímetro não mede a velocidade linear diretamente. Ele mede quantas voltas a roda dá por segundo (frequência f) e converte esse valor usando o raio original do conjunto:

  1. Velocidade real: v = 2\pi R f.
  2. Com o aro maior, R aumenta.
  3. A cada volta, o carro percorre uma distância maior, 2\pi R.
  4. O velocímetro continua calculando com o raio antigo, menor. Para uma mesma frequência de giro, ele indica um valor menor do que a velocidade real.

Logo, a velocidade real do carro é maior que a indicada no velocímetro.

Conclusão: o centro de massa sobe, o carro fica mais instável, e a velocidade real fica maior que a indicada. Isso corresponde à alternativa A.

Alternativa A.

Pegadinha: As alternativas C e E acertam que o centro de massa sobe, mas erram a estabilidade. Já a alternativa E também inverte a relação entre a velocidade real e a indicada, e o aluno acaba escolhendo pela metade certa.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Bdiz que o centro de massa abaixa, mas o carro fica mais alto, e a velocidade real fica maior que a indicada, não menor.
  • Cacerta a elevação do centro de massa, mas conclui que o carro fica mais estável, quando um centro de massa mais alto o torna mais instável.
  • Derra o sentido de tudo: o centro de massa não abaixa, a estabilidade não aumenta e a velocidade real não é menor que a indicada.
  • Eeleva o centro de massa corretamente, mas erra a estabilidade e inverte a relação entre a velocidade real e a indicada.

Assuntos: Movimento circular uniforme e transmissão de movimento, Equilíbrio do corpo extenso: torque e alavancas.

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