Questão 114 do ENEM 2023 — Física
Uma equipe de segurança do transporte de uma empresa avalia o comportamento das tensões que aparecem em duas cordas, 1 e 2, usadas para prender uma carga de massa M = 200 kg na carroceria, conforme a ilustração. Quando o caminhão parte do repouso, sua aceleração é constante e igual a 3 m/s2 e, quando ele é freado bruscamente, sua frenagem é constante e igual a 5 m/s2. Em ambas as situações, a carga encontra-se na iminência de movimento, e o sentido do movimento do caminhão está indicado na figura. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e c assoalho da carroceria é igual a 0,2. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, as tensões iniciais nas cordas iguais a zero e as duas cordas ideais.
Nas situações de aceleração e frenagem do caminhão, as tensões nas cordas 1 e 2, em newton, serão
Resolução comentada
Na aceleração (partida), a inércia da carga tende a atrasá-la em relação ao caminhão, esticando a corda 2 (a da frente, junto à cabine); somando a tensão à força de atrito máximo (0,2 × 200 × 10 = 400 N), temos T2 + 400 = 200 × 3 = 600 N, logo T2 = 200 N e T1 = 0. Na frenagem, a inércia empurra a carga para a frente, esticando agora a corda 1 (traseira): T1 + 400 = 200 × 5 = 1000 N, logo T1 = 600 N e T2 = 0.
Os valores que atribuem T1 = 560 N ou T1 = 640 N à aceleração (e T2 = 960 N ou 1.040 N à frenagem) são tentadores por apresentarem um raciocínio de força resultante parecido, mas erram ao não considerar corretamente que o atrito estático, no limite do escorregamento, já está ajudando a segurar a carga na mesma direção da tensão, o que reduz o valor da tensão necessária nas cordas.