“Prova de Física: Movimento Circular Uniforme para 1º Ano”
Tema: mcu
Etapa/Série: 1º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 1
Prova de Física – 1º Ano – Ensino Médio
Tema: Movimento Circular Uniforme (MCU)
Instruções:
Leia cuidadosamente cada questão e responda de forma clara e objetiva. Para a questão dissertativa, use estruturas que facilitem a compreensão das suas argumentações.
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Questões
1. Questão Dissertativa (10 pontos)
Cenário: Imagine um sistema composto por duas polias acopladas por uma correia. A primeira polia tem um raio de 0,5 m e a segunda, um raio de 0,25 m. Ambas estão em funcionamento na mesma direção e são acopladas em um eixo que permite a transmissão de movimento.
Questão: Descreva como a velocidade angular, a velocidade linear e a frequência se relacionam neste sistema. Discuta a diferença entre as duas polias em termos de movimento, explicando como as propriedades dessas polias influenciam o resultado do sistema e de que forma isso se relaciona com os conceitos de MCU.
Além disso, desenhe e descreva um sistema representando:
– Uma configuração de polias acopladas por correia, com raios diferentes.
– Uma configuração de polias fixadas no mesmo eixo, também com raios diferentes.
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Gabarito
1. Resposta Dissertativa:
Critérios de Avaliação da Resposta:
– Clareza na Descrição dos Conceitos (4 pontos):
– A velocidade angular ((omega)) das polias está relacionada à velocidade linear (v) pela fórmula (v = r cdot omega), onde (r) é o raio da polia. No sistema descrito, a polia de menor raio (0,25 m) girará mais rápido que a de maior raio (0,5 m) para manter a continuidade na correia.
– A frequência (f), que é o inverso do período (T), também se relaciona com a velocidade angular: (omega = 2pi f). Assim, a polia de menor raio também terá uma frequência maior.
– Análise da Influência das Propriedades (3 pontos):
– Em um sistema de polias, a quantidade de tensão na correia e a eficiência do movimento são influenciadas pelos raios diferentes. A polia menor, ao girar mais rapidamente, exige maior tensão da correia para manter o movimento suave e eficiente.
– Desenho e Descrição das Configurações (3 pontos):
– O desenho do primeiro sistema deve evidenciar as correias conectando as duas polias, com dimensões apropriadas destacando os raios. Deve ser claro que a polia de maior raio gira mais devagar, enquanto a de menor raio gira mais rapidamente.
– No segundo desenho, que apresenta as polias fixadas no mesmo eixo, deve ser mostrado que ambas giram na mesma velocidade angular mas, devido aos diferentes raios, a velocidade linear será diferente, com a maior polia se movendo de maneira mais lenta na borda do círculo que descreve.
– Descrições breves devem acompanhar cada desenho para explicar esses conceitos.
Dicas para Resposta Completa:
– Utilize fórmulas matemáticas e explique seu significado.
– Contextualize com exemplos práticos, como sistemas de polias em maquinários industriais.
– Prefira uma linguagem técnica, mas acessível, para melhor compreensão do que está sendo discutido.
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As respostas devem abordar conceitos fundamentais do Movimento Circular Uniforme, sua aplicação em sistemas práticos e a inter-relação entre velocidade linear, angular e frequência em um sistema dinâmico.
