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.
Questão 96 do ENEM 2024 — Ciências da Natureza
ENEM 2024Ciências da Natureza1ª aplicação
A
B
C
Resposta correta
D
E
Gabarito oficial: alternativa C
Resolução comentada
O centro de massa (CM) de um corpo é o ponto onde podemos considerar que toda a sua massa está concentrada. Para que um conjunto roda/pneu gire de forma suave, sem vibrações, é fundamental que o seu centro de massa coincida exatamente com o eixo de rotação — que, neste caso, é o centro geométrico da roda.
Quando o CM não está no centro geométrico, significa que há uma concentração de massa ligeiramente maior de um lado da roda. É esse desequilíbrio que provoca a vibração. Para corrigi-lo, o mecânico adiciona um contrapeso (a peça de chumbo) que "puxa" o centro de massa de volta para o centro geométrico.
A regra do balanceamento é direta: o contrapeso deve ser fixado na região diametralmente oposta ao deslocamento do centro de massa. Se o CM está deslocado para um lado, adiciona-se massa no lado contrário para compensar.
Na figura, o centro geométrico é o cruzamento das linhas tracejadas, e o ponto que representa o CM aparece deslocado para o lado superior direito em relação a esse cruzamento. Assim, o contrapeso precisa ser posicionado na região oposta, ou seja, para baixo e para a esquerda do centro geométrico.
Entre os cinco pontos numerados, aquele que se encontra nessa região diametralmente oposta ao CM é o ponto 3 (situado na parte inferior esquerda da roda). Fixar a peça de chumbo ali cria o contrapeso que traz o centro de massa de volta ao centro geométrico. Os demais pontos ou reforçam a massa no lado onde ela já está em excesso, ou corrigem apenas uma das direções (só a horizontal ou só a vertical), sem equilibrar o conjunto.
Portanto, a peça de chumbo deve ser fixada no ponto 3.
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Fonte: prova oficial do ENEM 2024 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.