Questão 112 do ENEM 2022 (Ciências da Natureza)

Question

Um pai faz um balanço utilizando dois segmentos paralelos e iguais da mesma corda para fixar uma tábua a uma barra horizontal. Por segurança, opta por um tipo de corda cuja tensão de ruptura seja 25% superior à tensão máxima calculada nas seguintes condições:
• O ângulo máximo atingido pelo balanço em relação à vertical é igual a 90°;
• Os filhos utilizarão o balanço até que tenham uma massa de 24 kg.
Além disso, ele aproxima o movimento do balanço para o movimento circular uniforme, considera que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s² e despreza forças dissipativas.

Qual é a tensão de ruptura da corda escolhida?

A) 120 N
B) 300 N
C) 360 N
D) 450 N
E) 900 N

Accepted Answer

Alternativa D: 450 N

No ângulo máximo de 90° (movimento circular horizontal), a tensão na corda deve fornecer a força centrípeta necessária além de sustentar o peso; com massa de 24 kg dividida entre 2 segmentos de corda, e considerando g=10 m/s², a tensão máxima calculada nessas condições é de 360 N; aplicando a margem de segurança de 25% a mais, a tensão de ruptura da corda escolhida deve ser 360×1,25=450 N. As demais opções não correspondem a esse cálculo com a margem de segurança aplicada. O conceito é força centrípeta e dimensionamento com fator de segurança.

Questão 112 do ENEM 2022

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