INEP · ENEM · 2013 · Enem — 1º dia (Ciências Humanas e suas Tecnologias e Ciências da Natureza e suas Tecnologias)

Questão 61 · Física: Hidrostática

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?

  1. A) 20 N
  2. B) 100 N
  3. C) 200 N
  4. D) 1 000 N
  5. E) 5 000 N

Marque a alternativa correta:

Gabarito: C

Gabarito definitivo divulgado pela banca INEP (ENEM 2013).

Comentário

Gabarito: C.

Na prensa hidráulica, a pressão se transmite integralmente pelo fluido (Princípio de Pascal): F₁/A₁ = F₂/A₂.

Carga total a elevar:

  • Pessoa: 65 kg
  • Cadeira: 15 kg
  • Plataforma: 20 kg
  • Total: m = 100 kg
  • Peso: P = m·g = 100 kg × 10 m/s² = 1 000 N

Se a velocidade é constante, a força resultante é zero, então a força do fluido sobre o pistão deve equilibrar o peso: F₂ = 1 000 N.

Razão de áreas: A₂ = 5·A₁, logo F₁ = F₂ · (A₁/A₂) = 1 000 N / 5 = 200 N.

Por que as outras estão erradas:

  • A (20 N): seria considerar só a plataforma.
  • B (100 N): erro de unidade ou de divisão por 10 em vez de 5 (ou usar massa de 10 kg).
  • D (1 000 N): é o peso total, mas a força da bomba é a do lado estreito, dividida pela razão de áreas.
  • E (5 000 N): multiplica em vez de dividir pela razão de áreas.

Dica Enem: em prensas hidráulicas, a força cresce na mesma proporção em que a área cresce. Se o pistão grande tem 5 vezes a área, a força no lado pequeno é 5 vezes menor. Não se esqueça de somar todas as massas do enunciado.

Fundamentos: Princípio de Pascal · Equilíbrio de forças em velocidade constante · Força em elevador hidráulico: F₁/A₁ = F₂/A₂

Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.

Fonte: prova INEP ENEM 2013 (Enem — 1º dia (Ciências Humanas e suas Tecnologias e Ciências da Natureza e suas Tecnologias)), questão 61, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.