Socorrooo

Física Ensino Médio

A figura mostra, esquematicamente, um moinho d’água, instrumento amplamente utilizado em áreas rurais para o aproveitamento da energia potencial da água. A correnteza empurra as pás do moinho, fazendo-o girar (no caso exemplificado na figura, no sentido horário). Sabe-se que, para o moinho exemplificado, há um intervalo de 2 segundos entre as entradas na água de duas pás sucessivas. Portanto, a frequência da rotação desse moinho é de

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Giovana perguntou há 4 anos

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Professor Henrique N.
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Respondeu há 4 anos

Oi, Giovana!

Para resolver este exercício corretamente, é necessário saber quantas pás tem o moinho. Acredito que isto esteja expresso na figura. Como você não anexou a imagem, vou chamar essa quantidade de pás de i. Aí, quando for resolver o exercício, é só contar o número de pás e substituir a variável i por este valor.

Vamos lá!

A frequência de rotação f, medida em Hertz, de um certo objeto em movimento circular uniforme (que supomos ser o caso aqui, em que as pás do moinho se movimentam com velocidade constante) é definida como sendo o número de voltas (que chamaremos de n) que são completadas pelo objeto em um dado intervalo de tempo (que chamaremos de \Delta t, medido em segundos), e é então calculada como sendo

f = \frac{n}{\Delta t}

Logo, se descobrirmos que o moinho demora T segundos para dar 1 volta completa (intervalo que também é chamado de período), podemos calcular f fazendo n = 1 e \Delta t = T, temos que

f = \frac{1}{T}

Agora, sabemos que existe um intervalo de 2 segundos entre as entradas na água de duas pás sucessivas.

Além disso, se uma certa pá está em contato com a água num dado instante, podemos dizer que o moinho deu uma volta completa assim que esta pá voltar a ter contato com a água. Para isto, será necessário que todas as outras pás também passem pela água enquanto o moinho gira, uma a uma, até voltar à pá original.

Como temos i pás, serão necessárias i entradas sucessivas, cada uma acontecendo 2 segundos após a anterior, para que o moinho complete uma rotação inteira.

Descobrimos, então, quanto tempo o moinho demora para dar uma volta inteira a partir de uma regra de 3:

1 pá  \-\rightarrow 2 segundos

i pás  \rightarrow 2.i segundos

Então, sabemos que T = 2i e, então,

f = \frac{1}{2i},

bastando substituir o i pelo número de pás encontrado na ilustração.

Se precisar passar para rotações por minutos, basta multiplicar o resultado por 60.

 

Abraço!

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Professora Claudia S.
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Respondeu há 4 anos
No meio pq se colocar na parte baixa não vai ter tanta água e não vai funcionar direito já na queda d'água vai ter muita pressão entento a quantidade certa de água.

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