Física na lavanderia. Qual é o objetivo do ciclo rotação da máquina de lavar roupa? Faça uma breve descrição baseado nas componentes da aceleração.

Passo 1

Resumo do enunciado: “Física na lavanderia. Qual é o objetivo do ciclo rotação da máquina de lavar roupa? Faça uma breve descrição baseado nas componentes da aceleração.”
Conteúdo da matéria: movimento circular (uniforme e não uniforme), aceleração tangencial e aceleração centrípeta.
O que vamos precisar para resolver:
  • Entender o que é aceleração tangencial (variação de velocidade angular)
  • Entender o que é aceleração centrípeta (velocidade fazendo curva)

Passo 2

Aceleração tangencial (aₜ): é responsável por aumentar ou diminuir a velocidade de rotação do tambor.
Em termos de física, a gente define
at = r ,alpha
onde
é o raio do tambor
é a aceleração angular (como “rápido” muda a rotação).
Na máquina de lavar, quando ela acelera para entrar no “modo centrifugação”, temos aceleração tangencial enquanto ela vai de 0 até a velocidade de trabalho.

Passo 3

Aceleração centrípeta (a_c): é responsável por manter as roupas fazendo o movimento circular uma vez que atingem velocidade quase constante.
Fórmula clássica:
ac = v^2r = omega^2,r
onde
é a velocidade linear da roupa na borda do tambor
é a velocidade angular (em rad/s)
é o raio do tambor.
Essa aceleração aponta sempre para o centro do tambor, “puxando” as roupas pra dentro.

Passo 4

Relação com o objetivo do ciclo de rotação:
  1. Acelera-se o tambor (componente tangencial) até uma rotação alta.
  2. Mantém-se essa rotação para gerar aceleração centrípeta grande.
  3. A aceleração centrípeta faz com que a água, pelas inércia, seja “empurrada” contra as paredes do tambor (ou passe pelo tecido e saia pelas aberturas).

Resposta

O objetivo do ciclo de rotação é usar primeiro a aceleração tangencial para levar o tambor à alta velocidade e depois manter a aceleração centrípeta elevada, de modo a “expulsar” a água das roupas contra as paredes do tambor, facilitando a secagem.

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