Imagem descrita: em linha de montagem, uma peça de 50 kg a 2,0 m/s é parada por um amortecedor. Compare dois…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Imagem descrita: em linha de montagem, uma peça de 50 kg a 2,0 m/s é parada por um amortecedor. Compare dois projetos: parada em t1=0,20 s e em t2=0,05 s. Calcule impulsos e forças médias e avalie impactos para sustentabilidade e manutenção.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
?p = m·?v = 50·(0-2,0) = -100 kg·m/s ? |J| = 100 N·s. Força média: F1 = 100/0,20 = 500 N; F2 = 100/0,05 = 2 000 N. O impulso é igual em ambos; reduzir ?t quadruplica a força média, aumentando tensões, desgaste e risco de falhas; elevação de perdas por aquecimento e necessidade de materiais mais resistentes aumentam custo e impacto ambiental. Para sustentabilidade recomenda-se aumentar ?t (amortecimento elástico/viscoelástico), recuperar energia (recuperadores) e projetar manutenção preventiva, reduzindo consumo de materiais e energia.
Explicação
A análise dos impulsos e forças médias revela que, embora o impulso seja constante, a redução do tempo de parada aumenta significativamente a força média, o que pode resultar em maiores tensões e desgaste dos materiais. Isso implica em um aumento dos custos de manutenção e impacto ambiental devido à necessidade de componentes mais robustos e ao desperdício de energia. Medidas como o aumento do tempo de amortecimento e a recuperação de energia são essenciais para promover a sustentabilidade e a eficiência do sistema.
Raio-X da questão
impulso e força média
avaliacao
impulso e força média · movimento retilíneo uniforme
Revisar os conceitos de impulso e força média em dinâmica.
O aluno pode confundir a relação entre impulso e força média, não considerando o tempo de parada na avaliação dos impactos.
educacao_ambiental
pensamento_critico
cientifico
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