Para serrar ossos e carnes congeladas, um açoug...

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Q355083 Física
      Para serrar ossos e carnes congeladas, um açougueiro utiliza uma serra de fita que possui três polias e um motor. O equipamento pode ser montado de duas formas diferentes, P e Q. Por questão de segurança, é necessário que a serra possua menor velocidade linear.
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Por qual montagem o açougueiro deve optar e qual a justificativa desta opção?

Alternativas

Gabarito comentado

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De acordo com o enunciado, tem-se:
a) montagem P:
f2 = f3, pois as polias estão ligadas ao mesmo eixo central.
f2/f1 = R1/R2 , pois as polias estão ligadas pela correia
No MCU, Vlinear = \omega x R, onde \omega é a velocidade angular e R o raio.
Assim, considerando V1 a velocidade linear da serra na montagem P, tem-se:
V1 = \omega3 x R3
V1 = 2 \scriptstyle{\pi}f3 x R3
V1 = 2 \scriptstyle{\pi}f2 x R3
V1 = 2 \scriptstyle{\pi}f1 x R1/R2 x R3

b) montagem Q:
f2 = f3, pois as polias estão ligadas ao mesmo eixo central.
f3/f1 = R1/R3 , pois as polias estão ligadas pela correia
Assim, considerando V2 a velocidade linear da serra na montagem Q, tem-se:
V2 = \omega2 x R2
V2 = 2 \scriptstyle{\pi}f2 x R2
V2 = 2 \scriptstyle{\pi}f3 x R3
V2 = 2 \scriptstyle{\pi}f1 x R1/R3 x R2

Concluindo, compara-se V1 e V2 através dos raios 2 e 3.
Como R3 > R2, sabe-se que V1 > V2.
Por questão de segurança, é necessário que a serra possua menor velocidade linear, que no caso é V2, referente à montagem Q.
Conforme pode-se inferir analisando a solução da questão, as polias 1 e 3 giram com velocidades lineares iguais em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência.

Resposta A)

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Comentários

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Fácil, pois as polias estão interligadas pela serra, portanto a velocidade linear é igual em postos periféricos. E pela formula:          Velocidade  ( C constante da velocidade da luz)  V = (frequência)  F x Comprimento (Lambida). é super lógico que quanto maior for o raio, menor será a frequência.

ainda não entendi !!

Letra (a), pois as polias 1 e 3 estão ligadas por uma mesma correia, logo, giram com a mesma velocidade.

Já a frequência é diferente porque varia devido ao tamanho da polia. Quanto maior for uma polia ou roda, demorará mais para dar uma volta completa, que é a frequência (número de voltas completas em determinado tempo), enquanto uma pequena consegue dar uma volta completa em menor tempo.

Logo, enquanto a polia 1 da um volta completa a polia 3, que é bem maior, ainda precisará que a polia 1 gire mais algumas vezes para que ela dê uma volta completa. 


Resposta A, pois a velocidade e potência do motor é sempre a mesma, pois se trata de uma mesma engrenagem, o que muda são ligações entre as polias e motor, logo pra manter o sistema com menor velocidade linear é só colocar a ligação do motor com a polia maior, pois a frequência será menor e o sistema irá funcionar com uma velocidade menor que no caso primeiro caso.

 

Vejam bem:

A) Q, pois as polias 1 e 3 : Velocidades lineares são iguais, e as angulares são diferentes;

V1 = V3; W1 != W2;

V1 = 2 pi * f1 * R1 ; 

V3 = 2 pi * f3 * R2 ; 

Logo, 2 pi * f1 * R1  = 2 pi * f3 * R2 ;

f1 * R1 = f3 * R2; Quem tem maior raio terá uma menor frequência, já quem tem menor raio terá uma maior frequência.

B) ERRADO, pois a polia 1 e 3 giram com velocidade angulares difentes, por isso a frequência é diferente.

C) ERRADO, pois a polia 2 e 3 giram com velocidade angulares iguais, por isso a frequência é igual.

D) ERRADO, poisas polias 1 e 2 giram com IGUAIS velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver menor raio terá maior frequência.

E) ERRADO, e muito cuidado - pois as polias 2 e 3 giram com diferentes velocidades lineares ( SIM !) em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência ( NÃO!!! Pois as frequências são iguais, pois suas velocidade angulares são iguais )

Essa questão você poderia achar que é a letra E pelo contexo da situação, mas entre a A e E, a A é mais objetiva.

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