Disserte sobre o seguinte problema prático: grãos são despejados por uma correia em um silo a 3,0 m de altura…
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
Disserte sobre o seguinte problema prático: grãos são despejados por uma correia em um silo a 3,0 m de altura. Usando g = 10 m/s², represente graficamente o movimento vertical, calcule o tempo de queda e a velocidade de impacto por unidade de massa; explique a transformação de energia envolvida e proponha duas medidas para reduzir perdas e poeira no processo considerando sustentabilidade e segurança.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Representação: queda livre vertical com h = 3,0 m; posição y(t)=h - ½·g·t², velocidade v(t)=-g·t (sinal para baixo). Cálculos: t = v(2h/g)=v(6/10)=0,775 s ˜0,78 s; velocidade de impacto v = g·t ˜10·0,775 = 7,75 m/s. Energia por kg: energia potencial inicial E_p = g·h = 10·3 = 30 J/kg; energia cinética ao impacto E_k = ½·v² = 0,5·(7,75)² ˜30 J/kg (conservação mecânica). Medidas para reduzir perdas e poeira: 1) reduzir altura de queda instalando calhas ou tubos de alimentação para minimizar dispersão e dissipar energia ao longo do fluxo; 2) usar amortecimento e sistemas de recuperação (revestimentos, caixas coletoras e filtros de poeira) para diminuir impacto e emissão de partículas. Justifique escolhas relacionando menor altura a v reduzida (v = v(2gh)) e ações de engenharia que transformam energia de impacto em trabalho controlado, priorizando saúde ocupacional e eficiência produtiva.
Explicação
A resposta apresenta uma análise completa do movimento de queda livre, incluindo a representação gráfica, cálculos precisos do tempo de queda e velocidade de impacto, além de uma explicação sobre a transformação de energia entre potencial e cinética. As medidas propostas para reduzir perdas e poeira são práticas e sustentáveis, focando na diminuição da altura de queda e na implementação de sistemas de recuperação, o que demonstra uma abordagem consciente em relação à segurança e eficiência no processo. A justificativa para as escolhas feitas conecta a teoria física à prática de engenharia, reforçando a importância da saúde ocupacional e da produtividade.
Raio-X da questão
movimento vertical e energia
avaliacao
movimento vertical · energia potencial e cinética
Revisar as leis do movimento e a conservação de energia.
O aluno pode confundir a transformação de energia, não relacionando corretamente a energia potencial com a energia cinética durante a queda.
educacao_ambiental
pensamento_critico
cotidiano
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