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Física

ITA 2007 Física — Questão 6

No arranjo mostrado na figura com duas polias, o fio inextensível e sem peso sustenta a massa M e, também, simetricamente, as duas massas m, em equilíbrio estático. Desprezando o atrito de qualquer natureza, o valor h da distância entre os pontos P e Q vale

Duas polias presas ao teto separadas por 2L; massas m penduradas nas pontas do fio; massa M pendurada no ponto Q do fio, a uma distância h abaixo do ponto P, na altura das polias

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Só quero ver o gabarito

Gabarito do ITA 2007 Física, questão 6: alternativa A

ML/4m2−M2ML/\sqrt{4m^2 - M^2}.

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você usa que polia ideal só transmite a tração (T = mg nos dois ramos) e equilibra o nó Q com geometria, não com os pesos somados.

Por onde começar · passo 1 de 5

Ache a tração no fio

Se as massas m estão paradas e as polias não têm atrito, quanto vale a tração em cada ramo do fio?

Cada massa mm em repouso: T=mgT = mg. Polia ideal (sem atrito e sem massa) não altera o módulo da tração, então os dois ramos que chegam a Q também têm T=mgT = mg.

A armadilha

Errar o sinal em sen θ = √(1 − cos²θ) inverte a raiz para M² − 4m², e uma constante errada no equilíbrio do nó leva a 2m² − M² ou a m no numerador. Teste os limites antes de marcar.

Quem cai nela marca C, D, E.

2LpoliapoliaPQT = mgT = mghMgθ
Exemplo com M = 1,2m: cos θ = 0,6, tan θ = 4/3 e h = 0,75L, igual a ML/√(4m² − M²).

Na resolução completa vêm os outros 4 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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