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Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287 ...

Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287 a.C. a 212 a.C.). O aparato consiste em associar uma série de polias móveis a uma polia fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato, movendo sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo que seria impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do navio era de 3 000 kg, que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de 0,8 e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma força →F, paralela à direção do movimento e de módulo igual a 400 N. Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e que a superfície da praia é perfeitamente horizontal. Qual é o número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes?


a) 3.
b) 6.
c) 7.
d) 8.
e) 10.

Essa pergunta também está no material:

SIMULADO Física para ENEM 2023
105 pág.

Enem Humanas / SociaisHumanas / Sociais

💡 1 Resposta

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Para determinar o número mínimo de polias móveis usadas por Arquimedes nessa situação, podemos utilizar a relação entre as forças envolvidas. Sabemos que a força de tração exercida por Arquimedes é igual à força de atrito estático entre o navio e a areia. Portanto, temos: F = μ * N Onde: F é a força de tração exercida por Arquimedes (400 N) μ é o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia (0,8) N é a força normal exercida pelo navio sobre a areia A força normal é igual ao peso do navio, que é dado pela massa (3000 kg) multiplicada pela aceleração da gravidade (10 m/s²): N = m * g N = 3000 * 10 N = 30000 N Substituindo os valores na equação da força de tração, temos: 400 = 0,8 * 30000 Agora, podemos determinar o número mínimo de polias móveis. Cada polia móvel reduz pela metade a força necessária para mover o navio. Portanto, podemos calcular o número mínimo de polias móveis usando a seguinte fórmula: Nº de polias móveis = log2(F / μ * N) Nº de polias móveis = log2(400 / (0,8 * 30000)) Nº de polias móveis ≈ log2(0,0167) Nº de polias móveis ≈ -4,03 Como o número de polias móveis não pode ser negativo, arredondamos para o número inteiro mais próximo, que é 0. Portanto, concluímos que o número mínimo de polias móveis usadas por Arquimedes nessa situação é 0. Resposta: a) 3.

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