O que é a resistência básica num trem?
É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica, mas só atua quando o trem estiver em movimento
É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica e atua apenas quando a velocidade é alta
É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica e atua só em velocidades inferiores à velocidade mínima de operação contínua
É a soma da resistência de rolamento, da resistência aerodinâmica, da resistência de rampa e da resistência de curva e só existe quando as quatro parcelas da resistência atuam sobre o trem
As quatro alternativas anteriores estão corretas
Nenhuma das demais alternativas está correta
Passo 1
O enunciado pergunta: “O que é a resistência básica num trem?” e apresenta as alternativas abaixo (copiadas tal como foram dadas):
- É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica, mas só atua quando o trem estiver em movimento
- É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica e atua apenas quando a velocidade é alta
- É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica e atua só em velocidades inferiores à velocidade mínima de operação contínua
- É a soma da resistência de rolamento, da resistência aerodinâmica, da resistência de rampa e da resistência de curva e só existe quando as quatro parcelas da resistência atuam sobre o trem
- As quatro alternativas anteriores estão corretas
- Nenhuma das demais alternativas está correta
O que se pede é escolher a alternativa correta e justificar por que ela está certa (e por que as outras estão erradas).
Passo 2
Entender cada parcela que aparece nas alternativas: primeiro, resistência de rolamento. Explicação didática e simples:
- Resistência de rolamento é a força resistente originada pelas deformações e atritos no contato roda-via e em elementos mecânicos (rolamentos, articulações).
- Características práticas: existe sempre que há contato e movimento entre rodas e trilho; tem valor relativamente pequeno e relativamente pouco dependente da velocidade (varia lentamente com a velocidade, mas não some em baixa velocidade).
- Em palavras leves: enquanto o trem estiver rodando a resistência de rolamento está lá, mesmo em marcha-lenta.
Passo 3
Agora, resistência aerodinâmica. Explicação passo a passo:
- Resistência aerodinâmica é a força que o ar aplica contra o veículo em movimento devido à passagem do ar ao redor do trem.
- Fórmula física básica (para intuição):
-
é a densidade do ar; -
é o coeficiente de arrasto (forma do trem); -
é a área frontal; -
é a velocidade relativa ao ar.
-
- Consequência prática: a resistência aerodinâmica cresce com o quadrado da velocidade; em baixas velocidades é pequena, em altas velocidades domina o consumo. Mas atenção: mesmo em baixa velocidade ela existe (apenas é pequena).
Passo 4
Explicar resistência de rampa e de curva (pois aparecem nas alternativas):
- Resistência de rampa (ou resistência de declive) é a componente de peso que precisa ser vencida ao subir uma inclinação. Pode ser expressa como uma força aproximada proporcional ao peso e à inclinação:
onde é massa do trem, aceleração da gravidade e a inclinação (declive) em fração. Ela só existe se houver declive (rampa). - Resistência de curva é o acréscimo de resistência devido a curvar (menor raio, mais forças laterais, atritos adicionais). Só existe quando o trem está em uma curva.
Passo 5
Sintetizando quando cada parcela atua:
- Resistência de rolamento: atua sempre que o trem está em movimento e em contato com trilhos.
- Resistência aerodinâmica: atua sempre que há movimento relativo ar–trem (ou seja, sempre que o trem se move), mas seu valor é função da velocidade (muito pequena em baixa velocidade, grande em alta).
- Resistência de rampa: atua somente se houver declive (rampa).
- Resistência de curva: atua somente se estiver numa curva.
Logo, rolamento e aerodinâmica são parcelas “básicas” presentes com movimento; rampa/curva são adicionais dependendo da geometria da via.
Passo 6
Definição prática de “resistência básica” (explicação didática para prova):
- Resistência básica é o termo usado para designar a resistência ao avanço que existe em via reta e nivelada e que independe de ter ou não rampas/curvas — ou seja, é composta pelas parcelas sempre presentes: resistência de rolamento + resistência aerodinâmica.
- Observação importante para prova: essas duas parcelas só fazem sentido quando o trem está se movendo (não existem em repouso). A aerodinâmica cresce com
, mas isso não significa que a resistência básica só exista em altas velocidades — ela existe em toda velocidade de movimento, apenas com magnitudes diferentes.
Passo 7
Analisando as alternativas:
- Alternativa 1: diz que resistência básica = rolamento + aerodinâmica, e que só atua quando o trem estiver em movimento. Isso está correto: essas duas parcelas são as componentes básicas e ambas exigem movimento para existir.
- Alternativa 2: afirma que essas duas parcelas atuam apenas quando a velocidade é alta — incorreto, porque mesmo em baixa velocidade ambas existem (aerodinâmica é pequena, não nula).
- Alternativa 3: afirma que atuam só em velocidades inferiores à velocidade mínima de operação contínua — incorreto pela mesma razão (existem em toda velocidade de movimento).
- Alternativa 4: diz que resistência básica é a soma de rolamento, aerodinâmica, rampa e curva e só existe quando as quatro atuam — incorreto, porque rampa e curva são parcelas adicionais, não fazem parte da definição de básica, e a básica não depende da presença simultânea das quatro.
- Alternativa 5: impossível, porque já se mostrou que 2, 3 e 4 são falsas.
- Alternativa 6: também falsa, pois a alternativa 1 está correta.
Passo 8
Conclusão final: a alternativa que corresponde à definição correta de resistência básica é a alternativa 1.
Resposta
É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica, mas só atua quando o trem estiver em movimento