Questão do ENEM 2023

Ciências da Natureza · habilidade 17Caderno Rosa · Questão 109

Uma equipe de segurança do transporte de uma empresa avalia o comportamento das tensões que aparecem em duas cordas, 1 e 2, usadas para prender uma carga de massa $\mathbf{M} = 200$ kg na carroceria, conforme a ilustração. Quando o caminhão parte do repouso, sua aceleração é constante e igual a 3 $\mathrm{m/s^2}$ e, quando ele é freado bruscamente, sua frenagem é constante e igual a 5 $\mathrm{m/s^2}$ . Em ambas as situações, a carga encontra-se na iminência de movimento, e o sentido do movimento do caminhão está indicado na figura. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho da carroceria é igual a 0,2. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 $\mathrm{m/s^2}$ , as tensões iniciais nas cordas iguais a zero e as duas cordas ideais.

Nas situações de aceleração e frenagem do caminhão, as tensões nas cordas 1 e 2, em newton, serão

Alternativa A: aceleração: $T_1 = 0$ e $T_2 = 200$ ; frenagem: $T_1 = 600$ e $T_2 = 0$ . gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Na partida, a carga tende a ficar para trás, o atrito aponta para a frente e a corda 2 estica. O atrito máximo é $0{,}2 \cdot 200 \cdot 10 = 400$ N e a força necessária é $200 \cdot 3 = 600$ N, logo $T_2 = 200$ N e $T_1 = 0$ . Na frenagem, a corda 1 estica e a força necessária é $200 \cdot 5 = 1\,000$ N, com 400 N de atrito: $T_1 = 600$ N e $T_2 = 0$ .
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Alternativa B: aceleração: $T_1 = 0$ e $T_2 = 200$ ; frenagem: $T_1 = 1\,400$ e $T_2 = 0$ .
Justificativa
Esta alternativa está errada. Na aceleração o resultado confere, mas na frenagem o valor 1 400 vem de somar o atrito de 400 N à força necessária de 1 000 N. O atrito também aponta para trás e ajuda a corda, então ela sustenta apenas $1\,000 - 400 = 600$ N.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa C: aceleração: $T_1 = 0$ e $T_2 = 600$ ; frenagem: $T_1 = 600$ e $T_2 = 0$ .
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor 600 para a corda 2 na aceleração é a força resultante $M a = 200 \cdot 3$ , sem descontar os 400 N de atrito estático que já puxam a carga para a frente. Quem a escolhe esquece a força que o assoalho exerce sobre a caixa.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa D: aceleração: $T_1 = 560$ e $T_2 = 0$ ; frenagem: $T_1 = 0$ e $T_2 = 960$ .
Justificativa
Esta alternativa está errada. Na partida a carga tende a ir para trás e estica a corda da frente, a 2, e na frenagem estica a de trás, a 1; aqui as cordas estão trocadas. Os valores 560 e 960 também supõem atrito de só 40 N, resultado de multiplicar o coeficiente pela massa, e não pelo peso.
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Alternativa E: aceleração: $T_1 = 640$ e $T_2 = 0$ ; frenagem: $T_1 = 0$ e $T_2 = 1\,040$ .
Justificativa
Esta alternativa está errada. As cordas estão trocadas em relação ao sentido em que a carga tende a se mover. Os valores 640 e 1 040 vêm de somar um atrito de 40 N, calculado com a massa em vez do peso, quando o atrito ajuda a sustentar a carga e deve ser subtraído.
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Fonte e auditoria

Código INEP: 97149
Código da prova: 1225
Arquivo do PDF: ENEM_2023_P1_CAD_08_DIA_2_ROSA.pdf