ENEM 2024 — Questão 113: Ciências da Natureza
Resposta: alternativa C
3
O centro de massa (CM) é um conceito fundamental na física que se refere ao ponto em um objeto onde a massa total pode ser considerada como concentrada.
Nos automóveis, é importante garantir que o centro de massa (CM) de cada conjunto roda/pneu coincida com o seu centro geométrico. Esse processo é realizado em uma máquina de balanceamento, na qual o conjunto roda e pneu é colocado para girar a uma velocidade de valor constante. Com base nas oscilações medidas, a máquina indica a posição do centro de massa do conjunto, e pequenas peças de chumbo são fixadas em lugares específicos da roda até que as vibrações diminuam. Durante o treinamento de sua equipe, a fim de corrigir a posição do centro de massa indicada pela máquina, um mecânico apresenta o esquema a seguir, com cinco possíveis pontos da roda para posicionar uma peça de chumbo.
Em qual ponto deve ser fixada a peça de chumbo, a fim de corrigir a posição do centro de massa desse conjunto roda/pneu?
Resolução comentada da questão 113 do ENEM 2024
Resolução
O centro de massa (CM) é um conceito fundamental na física que se refere ao ponto em um objeto onde a massa total pode ser considerada como concentrada. Em um sistema em equilíbrio, como o conjunto roda/pneu de um automóvel, é crucial que o CM coincida com o centro geométrico para evitar vibrações indesejadas durante a rotação. Quando o CM não está alinhado, o veículo pode apresentar instabilidade, o que pode afetar a segurança e o desempenho do automóvel.
Para corrigir a posição do CM, o mecânico deve considerar a distribuição da massa ao longo da roda. A máquina de balanceamento indica onde o CM está localizado, e a adição de peças de chumbo em pontos estratégicos ajuda a equilibrar essa distribuição. A escolha do ponto correto para fixar a peça de chumbo deve levar em conta a posição do CM indicado pela máquina e a necessidade de compensar qualquer desvio. A alternativa (C) 3 é a correta, pois é o ponto que, ao receber a peça de chumbo, permitirá que o CM se alinhe com o centro geométrico da roda, minimizando as vibrações.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) 1: Este ponto não é adequado para corrigir a posição do centro de massa, pois a adição de peso aqui não compensaria o desvio indicado pela máquina de balanceamento. O CM continuaria desalinhado, resultando em vibrações.
(B) 2: Embora este ponto possa parecer uma opção viável, ele não é o mais eficaz para equilibrar o conjunto. A adição de chumbo aqui não resolveria o problema de forma otimizada, pois não está na posição correta para alinhar o CM com o centro geométrico.
(C) 3: Esta é a alternativa correta — ver acima.
(D) 4: A escolha deste ponto não é adequada, pois a adição de peso aqui não ajudaria a corrigir o desalinhamento do CM. Assim, as vibrações persistiriam, comprometendo a estabilidade do veículo.
(E) 5: Este ponto também não é apropriado, pois a adição de chumbo aqui não compensaria o desvio do CM. A posição não é estratégica para garantir que o CM coincida com o centro geométrico da roda.
Conceito-chave para revisar
O conceito de centro de massa é essencial para entender o equilíbrio em sistemas físicos. Para aprofundar seus conhecimentos, estude a relação entre a distribuição de massa e o comportamento de objetos em movimento, especialmente em contextos como a dinâmica de veículos e a física de rotação.
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