Dispõe-se de quatro polias ideais de raios e que podem ser combinadas e acopladas a um motor cuja frequência de funcionamento tem valor .

As polias podem ser ligadas por correias ideais ou unidas por eixos rígidos e, nos acoplamentos, não ocorre escorregamento. Considere que a combinação dessas polias com o motor deve acionar uma serra circular () para que ela tenha uma frequência de rotação igual a da frequência do motor. Sendo assim, marque a alternativa que representa essa combinação de polias


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Prof Nicholas 28/01/2023, 16:53
Polias unidas por uma mesma correia têm a mesma velocidade tangencial em suas extremidades: $$v_1=v_2\\ \omega_1R_1 = \omega_2R_2\\ f_1R1 = f_2R_2$$ Já polias que têm um eixo de rotação comum têm a mesma velocidade angular (ambas levam o mesmo tempo para realizar uma revolução): $$\omega_1=\omega_2\\ f_1=f_2$$ Assim, vamos analisar cada arranjo para garantir que $f_S = 5f/3$, sendo $f_S$ a frequência da serra e $f$ a frequência do motor. Alternativa a) $f_A=f$ por estar conectada ao eixo do motor. $f_B=\dfrac{R_A}{R_B}f_A$ pois estão conectados por uma correia. $f_C = f_B$ pois têm mesmo eixo de rotação. $f_D=\dfrac{R_C}{R_D}f_C$ pois estão conectados por uma correia. $f_S = f_D$ pois têm mesmo eixo de rotação. Assim, $f_S = \dfrac{R_A}{R_B}\cdot \dfrac{R_C}{R_D}\cdot f=\dfrac{5}{3}f$ Alternativa b) $f_C=f$ por estar conectada ao eixo do motor. $f_B=\dfrac{R_C}{R_B}f_C$ pois estão conectados por uma correia. $f_D = f_B$ pois têm mesmo eixo de rotação. $f_A=\dfrac{R_D}{R_A}f_D$ pois estão conectados por uma correia. $f_S = f_A$ pois têm mesmo eixo de rotação. Assim, $f_S = \dfrac{R_D}{R_A}\cdot \dfrac{R_C}{R_B}\cdot f=\dfrac{1}{60}f$ Encontramos a resposta! $\boxed{\text{Gabarito a)}}$ A análise das alternativas c) e d) também poderia ser feita de forma análoga às anteriores. Encontraríamos $f_S=60f$ e $f_S=f/60$, respectivamente.
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