ENEM 2013 · Ciências da Natureza · Física · energia
Questão 61 do ENEM 2013
Resposta: letra C. Para elevar o cadeirante com velocidade constante, a força do motor deve equilibrar o peso total do sistema.
Para oferecer acessibilidade aos portadores de dificuldades de locomoção, é utilizado, em ônibus e automóveis, o elevador hidráulico. Nesse dispositivo é usada uma bomba elétrica, para forçar um fluido a passar de uma tubulação estreita para outra mais larga, e dessa forma acionar um pistão que movimenta a plataforma. Considere um elevador hidráulico cuja área da cabeça do pistão seja cinco vezes maior do que a área da tubulação que sai da bomba. Desprezando o atrito e considerando uma aceleração gravitacional de 10 m/s², deseja-se elevar uma pessoa de 65 kg em uma cadeira de rodas de 15 kg sobre a plataforma de 20 kg
Qual deve ser a força exercida pelo motor da bomba sobre o fluido, para que o cadeirante seja elevado com velocidade constante?
- A20 N.
- B100 N.
- C200 N.Resposta correta
- D1 000 N.
- E5 000 N.
Como resolver a questão 61 passo a passo?
O conceito que resolve
O elevador hidráulico funciona com base no princípio de Pascal, que afirma que a pressão é a mesma em todos os pontos de um fluido em equilíbrio. A força exercida pelo motor é transmitida ao pistão maior, que exerce uma força maior na plataforma. Para movimento constante, a força do motor deve equilibrar o peso total do sistema (pessoa, cadeira e plataforma).
Como chegar na resposta
- Calcule o peso total do sistema: peso da pessoa (65 kg), peso da cadeira (15 kg) e peso da plataforma (20 kg).
- Soma os pesos: 65 kg + 15 kg + 20 kg = 100 kg.
- Converta o peso total para Newtons: 100 kg * 10 m/s² = 1 000 N.
- A força do motor deve equilibrar o peso total para movimento constante.
Por que cada alternativa
- AA alternativa A está incorreta porque ignora o peso da cadeira e da plataforma. O peso total do sistema é 1 000 N, não 20 N.
- BA alternativa B está incorreta porque considera apenas o peso da pessoa. O peso total do sistema é 1 000 N, não 100 N.
- CA alternativa C está correta porque considera o peso total do sistema (1 000 N) e a relação de áreas entre o pistão e a tubulação (5 vezes maior).
- DA alternativa D está incorreta porque considera apenas o peso da pessoa e ignora a relação de áreas. O peso total do sistema é 1 000 N, não 1 000 N.
- EA alternativa E está incorreta porque considera apenas o peso da pessoa e a relação de áreas, mas ignora o peso da cadeira e da plataforma. O peso total do sistema é 1 000 N, não 5 000 N.
Onde essa questão derruba a maioria
A alternativa C está correta porque considera o peso total do sistema (1 000 N) e a relação de áreas entre o pistão e a tubulação (5 vezes maior).
O que estudar se você errou
Reveja o cálculo do peso total do sistema e a relação de áreas entre o pistão e a tubulação.
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