Projete uma melhoria para um sistema manual de retirada de água de um poço que combine alavancas e roldanas…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Projete uma melhoria para um sistema manual de retirada de água de um poço que combine alavancas e roldanas, reduzindo o esforço humano e minimizando a perda de calor da água em clima frio. Descreva o arranjo, os materiais escolhidos e explique como sua solução atua sobre força, trabalho e transferência de calor.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Solução modelo: usar um bloco e talha com roldana fixa no topo e roldana móvel presa ao balde para obter vantagem mecânica ˜2–4, reduzindo força. Adicionar uma alavanca longa como manivela ligada ao eixo superior para aumentar o braço de esforço e permitir movimento mais confortável (segunda ou terceira classe conforme fixação). Materiais: madeira ou alumínio para braço (leve e resistente), roldanas com mancais de baixo atrito e corda sintética resistente. Para reduzir perda de calor: usar tampa isolante no balde e revestimento interno com material de baixa condutividade (madeira ou espuma fina), reduzir tempo de exposição mantendo o percurso vertical mais curto possível e escolher corda que não conduza calor. A explicação física: o arranjo aumenta vantagem mecânica (menor força requerida) mantendo o mesmo trabalho total; mancais e rolamentos reduzem perdas por atrito; o isolamento e menor tempo de exposição diminuem transferência de calor por condução e convecção, preservando temperatura da água.
Explicação
A solução proposta utiliza princípios de mecânica, como vantagem mecânica e alavancas, para facilitar a retirada de água, o que reduz o esforço físico necessário. O uso de materiais isolantes e a minimização do tempo de exposição da água ao ambiente frio garantem a preservação da temperatura, limitando a transferência de calor. Essa abordagem é eficiente tanto em termos de força aplicada quanto na conservação da temperatura da água, atendendo aos objetivos da questão.
Raio-X da questão
força, trabalho e calor
avaliacao
força e trabalho · transferência de calor
Revisar conceitos de alavancas, roldanas e transferência de calor.
O aluno pode descrever um sistema que não considera a eficiência térmica, resultando em perda de calor significativa da água.
ciencia_tecnologia
criatividade
cientifico
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