Alternativa A - Balanças de braços iguais
Análise da Questão
A questão solicita a identificação de um instrumento específico usado para medir massa baseado no equilíbrio de forças. Vamos analisar os conceitos envolvidos para chegar à resposta correta.
Conceito Fundamental: Balança de Braços Iguais
- Definição: A balança de braços iguais (também conhecida como balança de dois pratos) é o instrumento clássico utilizado para determinar a massa de um corpo comparando-a com massas padrão.
- Princípio de Funcionamento: Ela opera baseada no princípio dos momentos (ou torques). Para haver equilíbrio, o momento de rotação gerado pela massa desconhecida deve ser igual ao momento gerado pelas massas conhecidas.
- Fórmula do Equilíbrio:
\tau_{esquerda} = \tau_{direita}
m_{objeto} \cdot g \cdot L = m_{padrão} \cdot g \cdot L
Onde L é o comprimento dos braços (iguais) e g é a aceleração da gravidade. Simplificando, obtemos m_{objeto} = m_{padrão}.
Por que as outras alternativas estão incorretas?
| Alternativa | Motivo da Incorreção |
|---|
| B) Strain gauges | São sensores elétricos que medem deformação mecânica. Embora usados em balanças eletrônicas modernas, o princípio de funcionamento é a variação de resistência elétrica, não o "equilíbrio entre forças" mecânico clássico. |
| C) Força | É uma grandeza física vetorial (medida em Newtons), não um instrumento de medição. |
| D) Peso | É uma força (atração gravitacional), não um instrumento. Além disso, peso varia conforme a gravidade, enquanto massa é constante. |
| E) Momento | É uma grandeza física (torque ou momento angular), não um instrumento. |
Conclusão
O instrumento que utiliza explicitamente o equilíbrio entre forças (através do balanço de torques em braços iguais) para determinar a massa é a balança de braços iguais.
Portanto, a alternativa correta é a A.