Mecânica — Movimento Circular — Engrenagens e Frequência
Durante a pandemia de covid-19, ventiladores mecânicos foram amplamente utilizados para auxiliar pacientes com dificuldades respiratórias. Um ventilador mecânico utiliza um motor elétrico que gira uma manivela, convertendo o movimento circular em movimento retilíneo alternado de um pistão que simula a respiração. O sistema utiliza uma engrenagem menor (acoplada ao motor) com 10 dentes, que transmite movimento para uma engrenagem maior com 30 dentes, conectada à manivela. O motor gira a engrenagem menor a 120 rotações por minuto (rpm). Com base nas informações, julgue as afirmativas em V para verdadeira ou F para falsa.
A)A rotação da engrenagem maior, conectada à manivela, é de $40\text{ rpm}$.
B)A rotação da engrenagem maior, conectada à manivela, é de $2/3\text{ Hz}$.
C)Sabendo que o pistão realiza uma compressão de ar a cada volta da manivela, o ventilador realiza 40 compressões por minuto.
D)Sabendo que o pistão realiza uma compressão de ar a cada volta da manivela, o ventilador realiza 2 compressões a cada 3 segundos.
Gabarito TEF
V · V · V · V
Resolução
Em engrenagens acopladas, $n_1f_1=n_2f_2$. Assim, $120\times10=f_2\times30$.
Como há uma compressão por volta da manivela, são 40 compressões por minuto, isto é, $2/3$ compressão por segundo, equivalentes a 2 compressões em 3 segundos.
Sequência: V · V · V · V.
Q12
Mecânica — Gravitação — Gravidade e Relatividade
A obra Relatividade (1953), do artista M.C. Escher, representa um ambiente onde as leis da gravidade parecem atuar em diferentes direções ao mesmo tempo, com figuras humanas caminhando em planos inclinados, escadas e superfícies que desafiam a lógica do espaço tridimensional convencional. Com base na obra citada e nos princípios da Física, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas.
A)A obra Relatividade ilustra diferentes referenciais inerciais, onde as leis da física são diferentes em cada direção representada.
B)A obra provoca reflexões sobre a relatividade da orientação espacial, embora, na Física Newtoniana, a gravidade sempre atue em uma única direção: vertical e para baixo, em relação ao solo.
C)A ideia de múltiplas direções de gravidade, como na obra de Escher, encontra uma analogia com a Relatividade Geral de Einstein, segundo a qual a curvatura do espaço-tempo pode alterar a trajetória dos corpos.
D)Na Física, é possível que um mesmo corpo esteja submetido a diferentes direções de aceleração gravitacional ao mesmo tempo, dependendo apenas da escolha do observador.
Gabarito TEF
F · V · V · F
Resolução
A mudança de referencial não altera as leis da Física; em referenciais inerciais, elas têm a mesma forma.
Na descrição newtoniana local próxima à superfície terrestre, a aceleração gravitacional é tratada como dirigida verticalmente para baixo.
A Relatividade Geral descreve a gravidade em termos da geometria curva do espaço-tempo, que altera as trajetórias de corpos e luz. A obra oferece apenas uma analogia visual, não uma representação física literal desse efeito.
A direção da aceleração gravitacional física de um corpo não se torna múltipla apenas pela escolha do observador.
