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ENEM 2019 · PPL · Questão 151

Matemática e suas Tecnologias · Relacione grandezas

Dificuldade TRI: b = 2,03 (média)

Para certas molas, a constante elástica (CC) depende do diâmetro médio da circunferência da mola (DD), do número de espirais úteis (NN), do diâmetro (dd) do fio de metal do qual é formada a mola e do módulo de elasticidade do material (GG). A fórmula evidencia essas relações de dependência.

C=G⋅d48⋅D3⋅NC=\frac{G\cdot d^4}{8\cdot D^3\cdot N}

O dono de uma fábrica possui uma mola M1M_1 em um de seus equipamentos, que tem características D1D_1, d1d_1, N1N_1 e G1G_1, com uma constante elástica C1C_1. Essa mola precisa ser substituída por outra, M2M_2, produzida com outro material e com características diferentes, bem como uma nova constante elástica C2C_2, da seguinte maneira: I) D2=D13D_2=\frac{D_1}{3}; II) d2=3d1d_2=3d_1; III) N2=9N1N_2=9N_1. Além disso, a constante de elasticidade G2G_2 do novo material é igual a 4G14G_1.

O valor da constante C2C_2 em função da constante C1C_1 é

  1. AC2=972⋅C1C_2=972\cdot C_1
  2. BC2=108⋅C1C_2=108\cdot C_1
  3. CC2=4⋅C1C_2=4\cdot C_1
  4. DC2=43⋅C1C_2=\frac{4}{3}\cdot C_1
  5. EC2=49⋅C1C_2=\frac{4}{9}\cdot C_1
Ver a resposta e a resolução

Resposta: A

Resposta: (A) C2=972⋅C1C_2=972\cdot C_1

A ideia: Compare a nova constante com a antiga por fatores, sem substituir valores absolutos.

Resolução. A fórmula é C=Gd4/(8D3N)C=Gd^4/(8D^3N). Na mola nova, GG é multiplicado por 4, dd por 3, DD por 1/31/3 e NN por 9. Logo, C2/C1=4⋅34/[(1/3)3⋅9]=4⋅81⋅27/9=972C_2/C_1=4\cdot3^4/[(1/3)^3\cdot9]=4\cdot81\cdot27/9=972. Portanto, C2=972C1C_2=972C_1.

Onde a galera erra: A alternativa B (108) aparece ao usar o fator 3, em vez de 33=273^3=27, para o efeito do diâmetro médio DD no denominador.

Leve para a prova: Em fórmulas com potências, eleve cada fator de mudança ao expoente correspondente.

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