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Home Questões

Questões sobre Máquinas Simples

4 de outubro de 2024
em Questões

Máquinas simples são ferramentas fundamentais para a compreensão de princípios físicos no cotidiano. Elas facilitam a realização de trabalhos mecânicos, reduzindo a força necessária.

No estudo das máquinas simples, como alavancas e polias, é essencial entender as relações de força e distância. Essa compreensão é crucial para resolver questões em vestibulares e ENEM.

Questões sobre Máquinas Simples

01) Um estudante está utilizando uma alavanca para levantar um bloco de pedra de 200 kg. Para facilitar sua tarefa, ele coloca o ponto de apoio a 2 metros do bloco e aplica uma força de 50 N. Assinale a alternativa que indica se ele consegue levantar o bloco, levando em conta a relação entre a força aplicada e o peso do bloco.







A força que o estudante precisa vencer é dada pelo peso do bloco (200 kg × 10 m/s² = 2000 N). A alavanca não proporciona a força necessária para levantá-lo, pois ele aplica apenas 50 N.

02) Um engenheiro está projetando uma polia para levantar um objeto pesado. Ele deseja saber quantas cordas são necessárias para que a força aplicada de 100 N consiga levantar um objeto de 800 N. Assinale a alternativa que traz a quantidade correta de cordas para o funcionamento eficiente da polia.







Para levantar um peso de 800 N com uma força de 100 N, é necessário usar 8 cordas. O cálculo é 800 N ÷ 100 N = 8, o que indica que a distribuição da força deve ser múltipla.

03) Um trabalhador utiliza um plano inclinado para levantar uma caixa de 200 kg. O plano inclinado tem 30º de inclinação e o trabalhador aplica uma força de 300 N. Assinale a alternativa que indica se a força aplicada é suficiente para vencer o peso da caixa.







O peso da caixa em um plano inclinado é: P = m × g × sin(30º) = 200 kg × 10 m/s² × 0,5 = 1000 N. A força de 300 N é insuficiente.

04) Um estudante está utilizando uma roda fixa para levantar um peso de 1200 N. Se ele consegue aplicar apenas 400 N de força, assinale a alternativa que representa corretamente a situação em relação ao uso da roda fixa.







A roda fixa não oferece vantagem mecânica, o que significa que a força aplicada deve ser igual ao peso para levantá-lo. Portanto, 400 N não são suficientes para vencer 1200 N.

05) Um grupo de estudantes está realizando experiências com uma alavanca para levantar um bloco de 100 kg. Eles posicionam o ponto de apoio a 1,5 m do bloco e aplicam uma força de 100 N. Quantas vezes maior é o braço da força em relação ao peso do bloco, considerando a força da gravidade? Assinale a alternativa que reflete a resposta correta.







Para equilibrar a alavanca, a distância do ponto de apoio tem que ser tal que 100 N × distância do peso = 100 kg × 10 m/s² × 1,5 m. Isso significa que o braço da força precisaria ser maior que 3 metros para elevar a carga em questão.

06) Um garoto está usando um carrinho para transportar uma caixa pesada. Ele empurra o carrinho que possui um plano inclinado com ângulo de 45º. Sabendo que a caixa pesa 600 N, assinale a alternativa que informa se a força que ele utiliza é suficiente para mover a caixa para cima do plano.







Ao empurrar uma caixa em um plano inclinado de 45º, a força necessária deve ser 600 N × sin(45º) = 600 N × 0,707 = 424 N. Portanto, 300 N não são suficientes.

07) Um trabalhador utiliza uma serra de mão para cortar uma peça de madeira, aplicando uma força de 200 N sobre a lâmina. Nesse caso, se a lâmina está posicionada a um ângulo de 60º em relação ao plano horizontal, assinale a alternativa que reflete corretamente a força efetiva utilizada para o corte.







Para calcular a força efetiva em um plano inclinado, usamos F = F₀ × sin(θ). Assim, Fₑ = 200 N × sin(60º) = 200 N × 0,866 = aproximadamente 173,2 N, que é a força efetiva cortante.

08) Um estudante está tentando mover um objeto de 400 N utilizando um guincho que possui 6 cordas. Considerando a eficiência do guincho, assinale a alternativa que determina a força mínima necessária que o estudante deve aplicar para levantar o objeto de maneira eficaz.







Para calcular a força que o estudante deve aplicar, dividimos o peso total que deseja levantar pela quantidade de cordas: F_min = 400 N ÷ 6 = aproximadamente 66,67 N.

09) Um estudante possui um macaco hidráulico que levanta até 5.000 N utilizando uma força de 100 N. Considerando a eficiência do sistema, assinale a alternativa que mostra quantas vezes o sistema é eficiente para levantar objetos.







Para descobrir a eficiência de um macaco hidráulico, utilizamos a razão entre a força de saída e a força de entrada: eficiência = força de saída / força de entrada = 5000 N / 100 N = 50.

10) Em uma experiência com uma alavanca, um estudante tenta levantar um peso de 150 kg, utilizando uma força de 250 N com um braço de 1,5 m. Assinale a alternativa que reflete corretamente se a força aplicada é suficiente para equilibrar a alavanca.







O peso do objeto é de 150 kg × 10 m/s² = 1500 N. Para equilibrar, precisamos que 250 N × 1,5 m >= 1500 N × braço do peso. 250 N não é suficiente para equilibrar o sistema.

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