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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 65 da UNICAMP 2027

1ª fase · Física: Equilíbrio do ponto material

Os exercícios físicos têm sido incorporados ao cotidiano de cada vez mais pessoas, seja como parte dos cuidados com a saúde ou como atividade de lazer. Polias e alavancas, por exemplo, são encontradas em muitos equipamentos usados para exercícios musculares. Considere a figura a seguir, de um equipamento no qual as polias e os fios são considerados ideais, de massas desprezíveis e sem atrito.

Esquema de um equipamento de exercícios composto por uma estrutura rígida, duas polias fixas no teto e uma polia móvel abaixo. Um fio passa pelas duas polias fixas: na extremidade esquerda puxa-se verticalmente para baixo com uma força F com vetor, e a extremidade direita conecta-se ao eixo central da polia móvel. Um segundo fio passa pela polia móvel, tendo a extremidade esquerda fixada na base inferior e a extremidade direita sustentando um bloco de massa m = 12 kg; vetores de tração T apontam para baixo em ambos os ramos desse fio.

(Elaboração: Comvest, 2026.)

Considerando g = 10\text{ m/s}^2, o módulo da força F para que a massa m se encontre na iminência de ser levantada é

  1. A
    12\text{ N}.
  2. B
    60\text{ N}.
  3. C
    120\text{ N}.
  4. D
    240\text{ N}.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Na iminência de levantar, o sistema está em equilíbrio, com a tração no limite.

Bloco: o fio do bloco passa pela polia móvel e tem uma ponta presa à base. Esse fio é único e ideal, então a tração é a mesma nos dois ramos. O ramo do bloco sustenta o peso:

T = mg = 12 \cdot 10 = 120\ \text{N}

Polia móvel: ela é puxada para baixo pelos dois ramos do fio, cada um com tração T, e puxada para cima pelo fio que vai às polias fixas, com tração F. Como a polia tem massa desprezível, no equilíbrio:

F = T + T = 2T = 2 \cdot 120 = 240\ \text{N}

Fio das polias fixas: polias fixas só mudam a direção da força. A tração nesse fio é a mesma em toda a sua extensão. Logo, a força F aplicada na ponta é igual à tração que puxa o eixo da polia móvel.

Note que essa montagem não multiplica a força a favor de quem puxa: ela exige F = 240\ \text{N}, o dobro do peso do bloco, o que é útil para exercício muscular.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa C engana quem para em T = mg = 120 N; e a B engana quem aplica de cabeça a regra da polia móvel que divide o peso por 2, sem notar que aqui F puxa o eixo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa a massa em kg (12) como se fosse força, sem multiplicar por g.
  • BDivide o peso por 2, tratando a polia móvel como se reduzisse a força, mas aqui o fio da força F puxa o eixo.
  • CConsidera só o peso do bloco, esquecendo que a polia móvel recebe tração dos dois ramos do fio.

Assunto: Equilíbrio do ponto material.

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Ver como caiu na prova Questão 65 no caderno Q da UNICAMP 2027

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2027. Prova oficial ↗