Exercícios sobre máquinas simples (com resolução)
As máquinas simples são ferramentas usadas pelos seres humanos com o objetivo de facilitar as tarefas que eles têm que realizar.
Entre elas destacamos a roda, as alavancas e as polias.
Resolva agora as questões abaixo, e depois verifique as resoluções e confira o que você acertou.
Questão 1
Em uma escola, para abrir uma janela de vidro pesada, um estudante usa uma régua de metal como alavanca.
Ele coloca uma das extremidades da régua próximo à borda da janela e aplica força na extremidade oposta.
O que acontece quando ele faz força?
a) Ele abre a janela fazendo menos força do que se tentasse abri-la diretamente.
b) Ele precisa fazer mais força para abrir a janela.
c) Usar a régua não muda em nada a força que ele tem que fazer para abrir a janela.
d) Ele não consegue abrir a janela usando a régua como alavanca.
Resposta correta: alternativa a) Ele abre a janela fazendo menos força do que se tentasse abri-la diretamente.
O estudante construiu uma alavanca com a régua para abrir a janela.
A alavanca é uma máquina simples que permite multiplicar a força aplicada.
Usando uma alavanca, o estudante consegue abrir a janela com menos força.
Questão 2
Pedro precisa levantar uma pedra pesada no quintal.
Ele usa um pedaço de madeira e uma pedra menor como apoio para empurrar a ponta da tábua para baixo.
O ponto de apoio está entre a pedra pesada e a força aplicada.
Qual é a função da madeira nessa situação?
a) atua como polia móvel
b) reduz o peso da pedra
c) funciona como alavanca de primeira classe
d) transforma o peso em energia
Resposta correta: alternativa c) funciona como alavanca de primeira classe.
A madeira é usada como alavanca, com o ponto de apoio (fulcro) entre a força aplicada pela mão de Pedro e a resistência (pedra).
Essa configuração aumenta muito a força.
Por isso disse "dê-me uma alavanca e um ponto de apoio e eu serei capaz de mover o Mundo".
Questão 3
Qual das situações abaixo descreve o uso de uma polia fixa?
a) um elevador que sobe com motor e cabo
b) um varal de roupas puxado por uma corda que passa por uma roldana no teto
c) uma roda de carro girando
d) uma gangorra no parque
Resposta correta: alternativa b) um varal de roupas puxado por uma corda que passa por uma roldana no teto
Uma polia fixa muda a direção da força, mas não reduz a intensidade da força necessária.
No varal, a corda passa por uma roldana no teto, permitindo que você puxe a roupa para cima aplicando força para baixo — isso é uso típico de polia fixa, veja o esquema da polia:
Questão 4
Em um prédio em construção, um pedreiro usa duas polias para levantar um saco de cimento de 60 kg.
Ele usa um sistema com uma polia fixa e uma polia móvel, como mostra o esquema abaixo.
Qual das afirmações abaixo está correta sobre esse sistema?
a) O pedreiro precisa aplicar uma força maior que 60 kg.
b) A força aplicada será a mesma, mas a direção muda.
c) O saco de cimento pesará zero com duas polias.
d) O pedreiro aplica aproximadamente metade do peso (30 kg).
Resposta correta: alternativa d) O pedreiro aplica aproximadamente metade do peso (30 kg).
Um sistema com uma polia fixa e uma móvel reduz pela metade a força necessária para levantar o peso.
Assim, para levantar 60 kg, o pedreiro aplica cerca de 30 kg de força (ou 300 N, aproximadamente).
A polia móvel é responsável pela redução da força.
Questão 5
Pense nos objetos abaixo:
- Pá de jardineiro
- Alicate
- Roda de um carrinho de mão
- Tesoura
Quais deles funcionam como alavancas de primeira classe?
a) pá de jardineiro e tesoura
b) alicate e tesoura
c) roda do carrinho e pá
d) alicate e roda do carrinho
Resposta correta: alternativa b) alicate e tesoura.
A tesoura e o alicate são exemplos de alavancas de primeira classe, pois possuem o ponto de apoio ou fulcro no centro, uma força aplicada em uma extremidade, e a resistência na outra extremidade.
A pá de jardineiro é alavanca de segunda classe, pois a resistência fica no meio.
A roda do carrinho de mão também atua como alavanca de segunda classe.
Portanto, os dois tipos de primeira classe são o alicate e a tesoura.
Questão 6
Um guindaste utiliza uma combinação de polias para levantar cargas muito pesadas com menos esforço.
Como isso é possível?
a) As polias aumentam o peso da carga.
b) As polias reduzem a gravidade local.
c) As polias multiplicam a força aplicada pelo operador.
d) As polias distribuem a força e diminuem a intensidade necessária.
Resposta correta: alternativa d) As polias distribuem a força e diminuem a intensidade necessária.
As polias, especialmente em conjunto, distribuem o peso entre todos os cabos, reduzindo a força que o operador precisa aplicar para levantar ou deslocar um objeto.
Mas as polias não criam força, apenas distribuem a carga, permitindo que um guindaste levante um peso maior.
Questão 7
Em uma alavanca de primeira classe, temos:
- a distância do ponto de apoio até a força aplicada é de 1,2 m
- a distância do ponto de apoio até a carga (resistência) é de 0,3 m.
Se a carga tem 100 N, qual é a força mínima necessária para equilibrar a alavanca?
a) 25 N
b) 30 N
c) 40 N
d) 60 N
Resposta correta: alternativa a) 25 N.
Para resolver essa questão, usamos a condição de equilíbrio da alavanca:
Fesforço × desforço = Fresistência × dresistência
Substituindo os valores dados, temos:
F × 1,2 = 100 × 0,3
F × 1,2 = 30
F = 30 / 1,2 = 25 N
Portanto, a força necessária é de 25 N.
Questão 8
Um estudante monta um sistema com duas polias móveis e uma polia fixa para levantar um balde com 80 N de água de um poço.
Qual é a força aproximada que ele precisará aplicar?
a) 80 N
b) 60 N
c) 40 N
d) 20 N
Resposta correta: altenativa d) 20 N.
Em um sistema com duas polias móveis, a força é reduzida em quatro vezes.
Isso porque cada polia móvel divide a força pela metade, já que possui dois cabos a sustentando.
Com 2 polias móveis, ficamos com:
Força aplicada = 80 N / 4 = 20 N
Portanto, o estudante precisará aplicar apenas 20 N para levantar o balde.
Para estudar mais, leia Máquinas simples: o que são e como funcionam (com exemplos)
SOUTO, Ana. Exercícios sobre máquinas simples (com resolução). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-maquinas-simples-com-resolucao/. Acesso em:
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