Disserte: proponha e explique um procedimento experimental simples, com medições e fórmulas, para estimar a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Disserte: proponha e explique um procedimento experimental simples, com medições e fórmulas, para estimar a energia dissipada por atrito quando um grupo de dançarinos em roda (ciranda) reduz sua velocidade angular de ?_i para ?_f. Indique medições necessárias, equações (use K = ½ I ?², t = I a, a = ??/?t, g = 10 m/s²) e como inferir o trabalho W_dissipado.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Medir: massas dos N dançarinos m_j e seus raios r_j até o centro; medir ?_i e ?_f por vídeo (rad/s) e ?t da desaceleração. Calcular I = S m_j r_j². Calcular K_i = ½ I ?_i² e K_f = ½ I ?_f². Trabalho dissipado W_d = K_f - K_i (negativo, módulo do que foi perdido). Alternativamente estimar torque médio t = I·a com a = (?_f-?_i)/?t; então W_d ˜ t·??, com ?? = ½(?_i+?_f)?t. Para estimar coeficiente de atrito médio, medir r_eff e massa total M; igualar t ˜ µ·M·g·r_eff e resolver µ = t/(M g r_eff). Relacione resultados com fontes de perda (atrito no piso, arrasto de ar, dissipação interna).
Explicação
O procedimento experimental proposto permite a quantificação da energia dissipada por atrito ao calcular a variação da energia cinética do sistema de dançarinos durante a desaceleração. As medições necessárias e as fórmulas utilizadas garantem que a análise seja baseada em princípios físicos sólidos, como a conservação da energia e o cálculo do momento de inércia. Além disso, a relação com o coeficiente de atrito fornece uma compreensão das forças envolvidas na dissipação de energia, conectando teoria e prática.
Raio-X da questão
energia dissipada por atrito
avaliacao
energia cinética · movimento circular
Revisar conceitos de energia, atrito e movimento circular.
Os alunos podem confundir a energia dissipada com a energia total do sistema, não considerando apenas a parte relacionada ao atrito.
ciencia_tecnologia
criatividade
cientifico
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