Questão 119
ENEM 2021
(ENEM PPL - 2021)
A balança de braços iguais (balança A) faz a medição por meio da comparação com massas de referência colocadas em um dos pratos. A balança de plataforma (balança B) determina a massa indiretamente pela força de compressão aplicada pelo corpo sobre a plataforma.
As balanças A e B são usadas para determinar a massa de um mesmo corpo. O procedimento de medição de calibração foi conduzido em um local da superfície terrestre e forneceu o valor de 5,0 kg para ambas as balanças. O mesmo procedimento de medição é conduzido para esse corpo em duas situações.
Situação 1: superfície lunar, onde o módulo da aceleração da gravidade é 1,6 m/s2. A balança A forneceu o valor m1, e a balança B forneceu o valor m2.
Situação 2: interior de um elevador subindo com aceleração constante de módulo 2 m/s2, próximo à superfície da Terra. A balança A forneceu o valor m3, e a balança B forneceu o valor m4.
Disponível em: http://fisica.tubalivre.com. Acesso em: 23 nov. 2013 (adaptado).
Em relação ao resultado do procedimento de calibração, os resultados esperados para a situação 1 e 2 são, respectivamente,
m1 = 5,0 kg e m2 < 5,0 kg; m3 = 5,0 kg e m4 > 5,0 kg.
m1 = 5,0 kg e m2 = 5,0 kg; m3 = 5,0 kg e m4 = 5,0 kg.
m1 < 5,0 kg e m2 < 5,0 kg; m3 = 5,0 kg e m4 = 5,0 kg.
m1 = 5,0 kg e m2 = 5,0 kg; m3 < 5,0 kg e m4 < 5,0 kg.
m1 < 5,0 kg e m2 = 5,0 kg; m3 > 5,0 kg e m4 = 5,0 kg.
Gabarito:
m1 = 5,0 kg e m2 < 5,0 kg; m3 = 5,0 kg e m4 > 5,0 kg.
Resolução:
Na balança A:
Pelo diagrama, percebemos que o momento das forças deve ser igual em ambos os sentidos. Assim, sendo d a distância entre o centro da balança e o ponto de aplicação das forças peso:
Portanto, na situação 1 as medições são exatamente igual a 5 kg, assim como na situação 2, pois a balança A não depende da gravidade.
A balança B mede força normal e, portanto, depende da gravidade, uma vez que N = mg.
Calculando a situação 1 na balança B:
Calculando a situação 2 na balança B:
Portanto, gabarito letra A.