Uma esteira transporta caixas de massa m = 20 kg a velocidade constante v = 0,50 m/s. O coeficiente de atrito…
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
Uma esteira transporta caixas de massa m = 20 kg a velocidade constante v = 0,50 m/s. O coeficiente de atrito cinético entre caixa e esteira é µk = 0,25. (a) Calcule a força de atrito e a potência mínima fornecida pela esteira. (b) Indique duas medidas para reduzir o consumo de energia e justifique fisicamente.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resposta: (a) F_at = µk·m·g = 0,25·20·10 = 50 N. Potência mínima P = F_at·v = 50 N·0,50 m/s = 25 W. (b) Medida 1: reduzir µk com lubrificação ou rolamentos; pela relação F_at ? µk·m·g, menor µk reduz F_at e P. Medida 2: reduzir massa da carga ou otimizar embalagens; como F_at ? m, menor massa diminui força e potência. Manutenção regular e materiais de baixa fricção reduzem perdas e consumo.
Explicação
A força de atrito é calculada multiplicando o coeficiente de atrito pelo peso da caixa, resultando em uma força que se opõe ao movimento. A potência é obtida ao multiplicar essa força pela velocidade, indicando a energia necessária para manter o movimento constante. As medidas sugeridas visam diminuir a força de atrito e a massa, reduzindo assim o consumo de energia e melhorando a eficiência do sistema.
Raio-X da questão
força de atrito e potência
avaliacao
força de atrito · potência
Revisar conceitos de atrito e potência em sistemas mecânicos.
O aluno pode confundir a força de atrito com a força normal, calculando incorretamente a potência necessária.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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