Hora do Simulado

Questão 108

ENEM 2022, Ciências da Natureza Dificuldade: Média Favoritar

Tribologia é o estudo da interação entre duas superfícies em contato, como desgaste e atrito, sendo de extrema importância na avaliação de diferentes produtos e de bens de consumo em geral. Para testar a conformidade de uma muleta, realiza-se um ensaio tribológico, pressionando-a verticalmente contra o piso com uma força \vec{F}, conforme ilustra a imagem, em que CM representa o centro de massa da muleta.

Muleta na vertical apoiada no piso, com o centro de massa CM no meio e a força F aplicada para baixo no topo

Mantendo-se a força \vec{F} paralela à muleta, varia-se lentamente o ângulo entre a muleta e a vertical, até o máximo ângulo imediatamente anterior ao de escorregamento, denominado ângulo crítico. Esse ângulo também pode ser calculado a partir da identificação dos pontos de aplicação, da direção e do sentido das forças peso (\vec{P}), normal (\vec{N}) e de atrito estático (\vec{f}_e).

O esquema que representa corretamente todas as forças que atuam sobre a muleta quando ela atinge o ângulo crítico é:

Ver gabarito e resolução

Em resumo: O peso fica no centro de massa; normal e atrito ficam no ponto de apoio; o atrito aponta contra a tendência de escorregar.

Gabarito oficial: alternativa E.

Resolução

A questão pede o esquema correto das forças na muleta no ângulo crítico.

  • Peso (\vec{P}): vertical, para baixo, aplicado no centro de massa (CM).
  • Normal (\vec{N}): perpendicular ao piso, para cima, aplicada no ponto de contato com o chão.
  • Atrito estático (\vec{f}_e): paralelo ao piso, no ponto de contato. A força \vec{F} empurra a muleta ao longo do seu eixo, e a ponta tende a escorregar para o lado oposto ao da inclinação; o atrito aponta contra esse escorregamento.
  • \vec{F}: paralela à muleta, aplicada no topo.

O esquema com P no CM, N e atrito na ponta e F ao longo da muleta é o da alternativa E.

Alternativas

  • A) Errada. F está vertical, não paralela à muleta, e P está no apoio.
  • B) Errada. F está vertical, e N está no centro de massa.
  • C) Errada. P está no ponto de apoio, e não no centro de massa.
  • D) Errada. N está no centro de massa, e o atrito está no sentido errado.
  • E) Correta. Todas as forças estão nos pontos e sentidos corretos.

Logo, a resposta é a alternativa E.

Fonte: INEP/MEC.

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