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Suponha que a máquina de tear industrial (figura 5), seja composta por 3 engrenagens (A, B e C), conforme a…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT204

Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Suponha que a máquina de tear industrial (figura 5), seja composta por 3 engrenagens (A, B e C), conforme a figura a seguir. Suponha também que todos os dentes de cada engrenagem são iguais e que a engrenagem A possui 200 dentes e gira no sentido anti-horário a 40 rpm. Já as engrenagens B e C possuem 20 e 100 dentes, respectivamente. Com base nos conhecimentos sobre movimento circular, assinale a alternativa correta quanto à velocidade e ao sentido. UEL - 2018

  1. A) A engrenagem C gira a 800 rpm e sentido anti-horário.
  2. B) A engrenagem B gira a 40 rpm e sentido horário.
  3. C) A engrenagem B gira a 800 rpm e sentido anti-horário.
  4. D) A engrenagem C gira a 80 rpm e sentido anti-horário.
  5. E) A engrenagem C gira a 8 rpm e sentido horário.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Em engrenagens que se encaixam, os dentes de todas as engrenagens passam pelo ponto de contato na mesma velocidade linear. Como os dentes são iguais, o produto número de dentes vezes rpm é o mesmo para as engrenagens engrenadas: Z_A x n_A = Z_B x n_B = Z_C x n_C. Passo 2: Calcule a rotação da engrenagem A, que tem 200 dentes e gira a 40 rpm: 200 x 40 = 8000. Passo 3: Calcule a engrenagem C, com 100 dentes: n_C = 8000 / 100 = 80 rpm. Passo 4: Calcule a engrenagem B, com 20 dentes, para conferir a cadeia: n_B = 8000 / 20 = 400 rpm. Passo 5: Determine o sentido. Em um par de engrenagens que se encaixam, os sentidos de rotação são opostos. Assim, se A gira no sentido anti-horário, a engrenagem B, que engrena com A, gira no sentido horário, e a engrenagem C, que engrena com B, volta a girar no sentido anti-horário. Passo 6: Conclusão: a engrenagem C gira a 80 rpm no sentido anti-horário, alternativa D. Por que as outras estão erradas: A) 800 rpm resulta de multiplicar 40 por 20 em vez de dividir pelos dentes de C, invertendo a proporção; B) supõe que todas as engrenagens têm a mesma rotação e o mesmo sentido, o que não ocorre com dentes diferentes; C) a engrenagem B gira a 400 rpm, não 800, e seu sentido correto é horário; E) 8 rpm sai de 40 x 20 / 100, usando o número de dentes de B onde deveria estar o de A, e o sentido horário não corresponde à cadeia de engrenagens.

💡 Dica: Calcule a velocidade angular de cada engrenagem considerando a relação entre o número de dentes e a velocidade.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno inverteu a proporção entre dentes e rotação, multiplicando 40 rpm pelo número de dentes de B (20) em vez de dividir pelo número de dentes de C, obtendo 800 rpm para a engrenagem C.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno supôs que todas as engrenagens giram com a mesma velocidade angular e no mesmo sentido, ignorando que o número de dentes diferente altera a rotação e que engrenagens vizinhas giram em sentidos opostos.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calculou a rotação de B multiplicando 40 por 20 em vez de usar a relação de dentes com A (200 dentes), e ainda atribuiu o sentido anti-horário, quando engrenagens que se encaixam giram em sentidos opostos.

Por que engana: Confundir a relação entre o número de dentes das engrenagens e a velocidade de rotação, levando a um cálculo incorreto da rpm.

D Correta

CORRETA. A engrenagem C gira a 80 rpm no sentido anti-horário, conforme os cálculos de movimento circular.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno usou o número de dentes de B (20) no lugar do de A (200) na relação 40 x 20 / 100, obtendo 8 rpm, e atribuiu sentido horário à engrenagem C sem seguir a cadeia de sentidos.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Aplicar
Leitura medio
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado depende_imagem
Cobertura da habilidade dupla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 progressao
🎯 Conceito central

movimento circular, engrenagens, velocidade angular

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

movimento circular · velocidade angular

📚 Reveja

Revisar conceitos de movimento circular e relação entre número de dentes e velocidade em engrenagens.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre o número de dentes das engrenagens e a velocidade de rotação, levando a um cálculo incorreto da rpm.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

abstrato

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