Em uma linha de montagem, um transportador de massa 200 kg reduz a velocidade de 2,0 m/s a 0 m/s por frenagem…
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 uma linha de montagem, um transportador de massa 200 kg reduz a velocidade de 2,0 m/s a 0 m/s por frenagem regenerativa. Usando F = m·a e conservação de energia, estime a energia máxima recuperável e explique como determinar a força de frenagem se a parada ocorrer em 5,0 m. Use unidades SI.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Energia recuperável igual à variação de energia cinética: ?K = ½ m v² = 0,5·200·(2,0)² = 400 J. Com distância s = 5,0 m, desaceleração constante a = (0-v²)/(2s) = -(4)/(10) = -0,4 m/s²; força de frenagem F = m·a = 200·(-0,4) = -80 N. Trabalho F·s = -80·5,0 = -400 J, consistente com ?K; energia máxima recuperável ˜ 400 J (desprezando perdas).
Explicação
A variação de energia cinética é calculada pela fórmula ½ m v², que revela a energia que pode ser recuperada durante a frenagem. A desaceleração é determinada pela relação entre a velocidade inicial, a final e a distância percorrida, permitindo calcular a força de frenagem. O trabalho realizado pela força de frenagem é igual à energia recuperável, confirmando a consistência dos resultados.
Raio-X da questão
frenagem regenerativa
avaliacao
conservação de energia · movimento uniformemente variado
Revisar as leis de Newton e conservação de energia.
O aluno pode confundir a força de frenagem com a força resultante, não considerando a distância de parada na sua análise.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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