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Mapa de questões · 1º dia
NaturezaFísicaDifícil

Questão 61 — ENEM 2013Caderno azul · 1º Dia

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?

Alternativas

Resolução

📋 Ficha da Questão

  • 📚 Matérias Necessárias: Física → Hidrostática (princípio de Pascal)
  • ⚡ Nível: Difícil — área cinco vezes maior significa força cinco vezes menor.
  • 🎯 Tema/Habilidade: A força do motor no elevador hidráulico.
  • 🏆 Gabarito: C — revelado após a resolução completa

🔎 Passo 1 — O que a questão pede

  • Comando: a força que o motor deve exercer sobre o fluido.
  • Estrutura da questão: a área do pistão é cinco vezes a da tubulação, e é preciso elevar três massas somadas com velocidade constante.
  • Armadilha antecipada: esquecer alguma das massas. A plataforma também sobe, e seu peso entra na conta.

📚 Passo 2 — O conceito em jogo

Princípio de Pascal: a pressão aplicada a um fluido confinado se transmite integralmente a todos os pontos. Logo, F₁/A₁ = F₂/A₂.

Se a área do pistão é cinco vezes maior, a força que ele exerce é cinco vezes a aplicada na tubulação estreita — e o motor precisa aplicar apenas um quinto do peso.

Velocidade constante significa aceleração nula: a força resultante é zero, e a força do pistão apenas equilibra o peso total.

🧮 Passo 4 — O caminho até a resposta

Some as massas: 65 kg da pessoa, 15 kg da cadeira e 20 kg da plataforma, totalizando 100 kg. Peso: 100 × 10 = 1 000 N.

Aplique o princípio de Pascal: com área cinco vezes maior no pistão, a força na tubulação é um quinto da força no pistão.

F = 1 000 ÷ 5 = 200 N — alternativa C.

🔍 Passo 5 — Análise das Alternativas

  • A) ✗ Incorreta. 20 N corresponderia a uma razão de áreas de 50 vezes, e não de 5.
  • B) ✗ Incorreta. 100 N resultaria de esquecer parte das massas ou de usar razão de área incorreta.
  • C) ✓ Correta. É o resultado de 1 000 N ÷ 5, com o peso total das três massas e a razão de áreas do enunciado.
  • D) ✗ Incorreta. 1 000 N é o peso total a ser elevado, sem aproveitar a multiplicação de força do sistema hidráulico.
  • E) ✗ Incorreta. 5 000 N é cinco vezes o peso total: inverte a razão entre as áreas.

🏁 Passo 6 — O que levar dessa questão

Prensa hidráulica multiplica força na proporção das áreas. Confira também se todas as massas entraram na conta.

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