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):
  1. É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica, mas só atua quando o trem estiver em movimento
  2. É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica e atua apenas quando a velocidade é alta
  3. É a soma da resistência de rolamento e da resistência aerodinâmica e atua só em velocidades inferiores à velocidade mínima de operação contínua
  4. 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
  5. As quatro alternativas anteriores estão corretas
  6. 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): F_{\text{aero}}=\tfrac{1}{2}\rho C_d A v^{2}
    • \rho é a densidade do ar;
    • C_d é o coeficiente de arrasto (forma do trem);
    • A é a área frontal;
    • v 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: F_{\text{rampa}}\approx m g i onde m é massa do trem, g aceleração da gravidade e i 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 v^{2}, 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

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