Em um processo produtivo, partículas transportadas convergem e colidem em um sistema fechado sem atuação…
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
Em um processo produtivo, partículas transportadas convergem e colidem em um sistema fechado sem atuação relevante de forças externas. Descreva como aplicar os princípios de quantidade de movimento e impulso para prever o comportamento do sistema, proponha duas medidas de controle para reduzir perdas energéticas nas colisões e indique que sensores (com unidades SI) seriam adequados para monitorar essas grandezas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resposta: Considerar o sistema como fechado e usar conservação do momento: Sp_before = Sp_after, com p = m·v (kg·m/s). Impulso J = ?p (N·s) relaciona forças de contato integradas no tempo. Para prever, somar vetorialmente os momentos das partículas antes e depois; se forças externas são desprezíveis, o momento total não varia. Medidas de controle: (1) reduzir velocidades relativas antes do encontro (dimensionar alimentadores) e (2) usar superfícies amortecedoras / colchões elásticos para aumentar restituição parcial e recuperar energia; também implementar reciclagem térmica ou cinética quando aplicável. Sensores recomendados: acelerômetros (m/s²) para detectar choques e medir variações de velocidade, células de carga/medições de força (N) para estimar impulso via ?F dt, e sensores de velocidade (m/s) ou radares/encoders para monitorar v das partículas. Registrar unidades em SI e validar modelos com medições experimentais.
Explicação
A explicação aborda a conservação do momento e o conceito de impulso, fundamentais para entender as interações em um sistema fechado. As medidas de controle propostas visam minimizar a perda de energia nas colisões, aumentando a eficiência do processo produtivo. A escolha de sensores adequados permite monitorar as variáveis críticas, garantindo que as análises e ajustes sejam baseados em dados precisos.
Raio-X da questão
quantidade de movimento e impulso
avaliacao
quantidade de movimento · impulso
Revisar os princípios de quantidade de movimento e impulso em sistemas fechados.
O aluno pode confundir os conceitos de impulso e quantidade de movimento, não aplicando corretamente as fórmulas relacionadas a cada um deles.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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