O que é centro de massa de um corpo rígido?

Centro de massa é o ponto onde se pode considerar concentrada toda a massa de um corpo para efeitos de análise de movimento.

Por que rodas desbalanceadas causam vibração em automóveis?

Rodas desbalanceadas têm o centro de massa fora do centro geométrico, gerando forças centrífugas que provocam vibração ao girar.

Como o balanceamento de rodas é realizado?

O balanceamento é feito adicionando-se pequenas massas no aro da roda, de modo a alinhar o centro de massa com o centro geométrico.

Qual o princípio físico por trás do balanceamento de rodas?

O princípio é o equilíbrio de torques e forças centrífugas, garantindo rotação estável sem oscilações.

O que acontece se o centro de massa não coincidir com o centro geométrico?

A roda irá oscilar durante a rotação, causando desconforto, desgaste irregular e danos ao veículo.

Por que a massa deve ser colocada no lado oposto ao deslocamento do centro de massa?

Colocar a massa no lado oposto gera um torque compensatório, trazendo o centro de massa de volta ao centro geométrico.

Como a máquina de balanceamento identifica o desbalanceamento?

Ela mede as oscilações durante a rotação e indica a direção e magnitude do deslocamento do centro de massa.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Em qual ponto deve ser fixada a peça de chumbo para corrigir a posição do centro de massa desse conjunto roda/pneu?

ENEM 2024 Questão 96

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.

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Resolução

A questão aborda o conceito de centro de massa e o procedimento de balanceamento de rodas em automóveis. O objetivo do balanceamento é fazer com que o centro de massa do conjunto roda/pneu coincida com o centro geométrico, evitando vibrações durante a rotação. Quando o centro de massa está deslocado, a roda apresenta oscilações ao girar, pois a distribuição de massa não é uniforme. Para corrigir, adiciona-se massa (chumbo) no ponto oposto ao deslocamento do centro de massa, trazendo-o de volta ao centro geométrico. O raciocínio é: se a máquina indica que o centro de massa está deslocado para um lado, deve-se colocar a peça de chumbo no lado oposto, para contrabalancear. Assim, a alternativa correta é a que indica o ponto diametralmente oposto ao deslocamento do centro de massa.

Comentários por alternativa

A 1

A alternativa A está incorreta porque posicionar o chumbo no ponto 1 não necessariamente compensa o deslocamento do centro de massa, a menos que o deslocamento seja exatamente oposto a esse ponto, o que não é indicado no contexto da questão.
B 2

A alternativa B está errada pois colocar a peça de chumbo no ponto 2 não resolve o problema se o centro de massa estiver deslocado em outra direção; o balanceamento exige que a massa seja colocada no lado oposto ao deslocamento.
C 3

A alternativa C está correta porque, para corrigir o deslocamento do centro de massa, a massa extra deve ser colocada exatamente no ponto oposto ao deslocamento, compensando o desbalanceamento e fazendo o centro de massa coincidir com o centro geométrico.
D 4

A alternativa D está incorreta, pois adicionar massa no ponto 4 não compensa corretamente o deslocamento do centro de massa, podendo até aumentar o desbalanceamento dependendo da direção do deslocamento.
E 5

A alternativa E está errada porque colocar o chumbo no ponto 5 não resolve o desbalanceamento se o centro de massa estiver deslocado em outra direção; o correto é sempre posicionar a massa no lado oposto ao deslocamento.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que é centro de massa de um corpo rígido?: Centro de massa é o ponto onde se pode considerar concentrada toda a massa de um corpo para efeitos de análise de movimento.
2. Por que rodas desbalanceadas causam vibração em automóveis?: Rodas desbalanceadas têm o centro de massa fora do centro geométrico, gerando forças centrífugas que provocam vibração ao girar.
3. Como o balanceamento de rodas é realizado?: O balanceamento é feito adicionando-se pequenas massas no aro da roda, de modo a alinhar o centro de massa com o centro geométrico.
4. Qual o princípio físico por trás do balanceamento de rodas?: O princípio é o equilíbrio de torques e forças centrífugas, garantindo rotação estável sem oscilações.
5. O que acontece se o centro de massa não coincidir com o centro geométrico?: A roda irá oscilar durante a rotação, causando desconforto, desgaste irregular e danos ao veículo.
6. Por que a massa deve ser colocada no lado oposto ao deslocamento do centro de massa?: Colocar a massa no lado oposto gera um torque compensatório, trazendo o centro de massa de volta ao centro geométrico.
7. Como a máquina de balanceamento identifica o desbalanceamento?: Ela mede as oscilações durante a rotação e indica a direção e magnitude do deslocamento do centro de massa.