Projete um dispositivo manual para abrir e fechar a tampa de uma cisterna comunitária que (a) reduza…

Questão

Projete um dispositivo manual para abrir e fechar a tampa de uma cisterna comunitária que (a) reduza transferência de calor para manter a água mais fresca e (b) facilite a operação por pessoas de diferentes idades usando alavancas e roldanas. Descreva arranjo, materiais e explique como considerou os modos de propagação de calor.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Proposta: tampa articulada com dobradiça e alavanca de braço longo ligada à alça; complemento com uma roldana fixa na viga e uma roldana móvel presa à alça da tampa (bloco simples) para reduzir a força. Materiais: madeira tratada ou plástico isolante para a tampa, espuma fina ou manta térmica interna e camada externa reflexiva para reduzir condução e radiação. Uso de vedação leve minimiza convecção interna. Justificativa térmica: material de baixa condutividade e camada reflexiva reduzem transferência por condução e radiação; vedação e sombra limitam convecção e aquecimento por ar. Justificativa mecânica: escolher razão de braços (por exemplo, braço da força quatro vezes o braço da carga) e uma roldana móvel (reduz força pela metade) para obter vantagem mecânica adequada para que idosos/ crianças a operem com esforço reduzido.

Explicação

A proposta utiliza princípios de mecânica para facilitar a operação da tampa, garantindo que pessoas de diferentes idades consigam abri-la com menos esforço. Os materiais escolhidos, como madeira tratada e isolamento térmico, são eficazes na redução da transferência de calor, mantendo a água fresca. A combinação de vedação leve e elementos reflexivos contribui para limitar a convecção e a radiação, assegurando a eficiência térmica do dispositivo.

Raio-X da questão

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