FAMECA 2017 — questão 35 de Física
Enunciado em texto
A figura representa o diagrama da correia dentada de um automóvel.
[Figura: uma correia fechada passa por várias polias. Quatro polias grandes e dentadas ficam dentro da volta da correia, que passa por fora delas, no alto e nas laterais; uma delas, no alto à direita, é a P1. A polia P2, lisa e menor, fica à esquerda, logo abaixo da polia grande da esquerda, também do lado de dentro da volta: a correia passa pelo lado de baixo e da esquerda dela. Outras polias menores (tensoras) ficam do lado de fora da volta, com a correia passando entre elas e as polias grandes.]
(http://blogspot.com.br. Adaptado.)
Considere que a correia passa por todas as polias sem deslizar e que o raio da polia P1 é maior que o raio da polia P2. Quando a polia P1 gira no sentido horário, a polia P2 gira no sentido
(A) horário, com velocidade angular igual à velocidade angular de P1.
(B) anti-horário, com velocidade angular maior que a velocidade angular de P1.
(C) horário, com velocidade angular maior que a velocidade angular de P1.
(D) anti-horário, com velocidade angular menor que a velocidade angular de P1.
(E) horário, com velocidade angular menor que a velocidade angular de P1.
(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2017, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o sentido de rotação de P2 e se ela gira mais rápido ou mais devagar que P1.
Passo 1 — o sentido. As polias que ficam dentro da volta da correia são tocadas pela face interna dela e giram todas no mesmo sentido (como as rodas de uma bicicleta ligadas pela corrente). As que ficam fora da volta são tocadas pela face externa e giram no sentido contrário. Na figura, P1 e P2 estão as duas do lado de dentro da volta: a correia passa por cima de P1 e por baixo e pela esquerda de P2, sempre pelo lado de fora delas. Então P2 gira no mesmo sentido de P1: horário.
Passo 2 — a velocidade angular. Sem deslizamento, todos os pontos da correia têm a mesma velocidade v, que é também a velocidade da borda de cada polia, v = ωR:
Como , temos : a polia menor gira mais rápido.
⚠️ A armadilha: achar que polias ligadas por correia têm a mesma velocidade angular (alternativa A). O que é igual é a velocidade linear da borda; a menor precisa dar mais voltas para acompanhar a correia.
A ideia em uma frase: na correia, v = ωR é igual em todas as polias: a menor gira mais rápido, e quem fica do mesmo lado da correia gira no mesmo sentido.
Resposta: alternativa C (horário, com velocidade angular maior que a de P1).
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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