Nos automóveis, é importante garantir que o centro de massa (CM) de…

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 para corrigi r a posição do centro de massa desse conjunto roda/pneu?

GABARITO: C

O objetivo do balanceamento de rodas é fazer com que o centro de massa (CM) do conjunto coincida com o seu centro geométrico (o eixo de rotação). Na imagem, observamos que o ponto laranja que representa o CM atual está deslocado em relação à interseção das linhas tracejadas (centro geométrico).

Para corrigir esse deslocamento e trazer o centro de massa resultante de volta ao centro da roda, deve-se adicionar uma massa de compensação (chumbo) na posição diametralmente oposta ao deslocamento observado.

Analisando a imagem, o CM está localizado no quadrante superior direito (acima da linha horizontal e à direita da linha vertical). Portanto, a peça de chumbo deve ser fixada no quadrante inferior esquerdo para 'puxar' o centro de massa médio para a origem do sistema de coordenadas da roda. O ponto 3 é o único localizado nessa região de oposição direta.

• Incorreta (A). O aluno foca apenas no eixo vertical e posiciona a massa no topo. Operação errada: o aluno ignora o componente horizontal $x > 0$ do erro e tenta corrigir apenas uma suposta queda vertical, escolhendo o ponto 1 em $(0, 1)$.
• Incorreta (B). O aluno foca apenas na correção lateral horizontal. Operação errada: o aluno desconsidera que o CM também está elevado ($y > 0$) e posiciona a massa na extremidade esquerda central, ponto 2 em $(-1, 0)$.
• Incorreta (D). O aluno foca na correção vertical, mas ignora o desvio lateral. Operação errada: o aluno posiciona a massa na base central, ponto 4 em $(0, -1)$, deixando a roda desequilibrada no eixo horizontal.
• Incorreta (E). O aluno confunde o local de aplicação da correção com a indicação do problema. Operação errada: em vez de aplicar a massa no lado oposto $(-x, -y)$, ele adiciona massa no ponto 5, que está no mesmo quadrante $(+x, +y)$ que o erro, o que aumentaria ainda mais o desbalanceamento.