ENEM 2013 — questão 55 de Física
Enunciado em texto
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.
[Figura: duas montagens lado a lado. Nas duas, um motor com uma polia pequena (Polia 1) e, ao lado, duas polias presas ao mesmo eixo (concêntricas): uma pequena (Polia 2) e uma grande (Polia 3). Montagem P: a correia liga a Polia 1 à Polia 2 (pequena), e a serra de fita passa pela borda da Polia 3 (grande). Montagem Q: a correia liga a Polia 1 à Polia 3 (grande), e a serra de fita passa pela borda da Polia 2 (pequena).]
Por qual montagem o açougueiro deve optar e qual a justificativa desta opção?
a) Q, pois as polias 1 e 3 giram com velocidades lineares iguais em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência.
b) Q, pois as polias 1 e 3 giram com frequências iguais e a que tiver maior raio terá menor velocidade linear em um ponto periférico.
c) P, pois as polias 2 e 3 giram com frequências diferentes e a que tiver maior raio terá menor velocidade linear em um ponto periférico.
d) P, pois as polias 1 e 2 giram com diferentes velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver menor raio terá maior frequência.
e) Q, pois as polias 2 e 3 giram com diferentes velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência.
(Enunciado e figura: ENEM 2013, aplicação regular, Caderno 3 – Branco — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: em qual montagem a serra anda mais devagar, e por quê.
Passo 1 — as duas regras de transmissão.
• Polias ligadas por correia: a correia não escorrega, então os pontos da borda das duas têm a mesma velocidade linear (). A de raio maior gira com menor frequência.
• Polias no mesmo eixo (2 e 3): giram juntas, com a mesma frequência. A de raio maior tem borda mais rápida.
Passo 2 — montagem Q. A correia liga a polia 1 à polia 3, a grande: com a mesma velocidade linear da polia do motor e raio grande, o eixo gira devagar. A serra está na polia 2, a pequena, que gira com essa frequência baixa e tem raio pequeno: velocidade linear da serra pequena.
Passo 3 — montagem P. É o contrário: a correia move a polia 2 (pequena), que gira rápido, e a serra está na polia 3 (grande), que tem borda rápida. A serra corre muito mais.
Conferindo com números: com o motor dando velocidade na correia, a serra tem em Q (menor que ) e em P (maior que ).
Por que não as outras: (B) as polias 1 e 3 estão ligadas por correia: têm a mesma velocidade linear, não a mesma frequência. (C) e (D) escolhem a montagem P, a mais rápida; além disso, na (C) as polias 2 e 3 têm a mesma frequência. (E) acerta a montagem, mas as polias 2 e 3 estão no mesmo eixo e têm a mesma frequência, não frequências diferentes.
⚠️ A armadilha: a (E). A escolha Q está certa, mas a justificativa troca as regras: quem tem frequências iguais são as polias do mesmo eixo, e quem tem velocidades lineares iguais são as ligadas pela correia.
A ideia em uma frase: correia iguala a velocidade linear, eixo iguala a frequência — e, para a serra andar devagar, a correia deve mover a polia grande e a serra deve ficar na pequena.
Resposta: alternativa A.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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