Uma máquina de lavar roupa utiliza na secagem o processo de centrifugação. Explique como funciona esse processo.
Passo 1
O enunciado pede para explicar o funcionamento do processo de centrifugação na secagem de roupas. Esse conteúdo envolve conceitos de mecânica em referenciais não inerciais: aceleração centrípeta, força de inércia (centrífuga) aparente e sua ação sobre a água retida no tecido.
Passo 2
Quando o tambor da máquina gira com velocidade angular
, cada partícula de água e de tecido descreve movimento circular em torno do eixo. No referencial inercial externo, isso exige uma aceleração centrípeta dada por
onde
é a distância da partícula ao eixo de rotação.
No referencial que gira com o tambor (não inercial), surge uma força de inércia aparente, denominada força centrífuga, que aponta para fora do eixo e tem módulo
com
massa da gota de água.
Passo 3
À medida que
(e portanto
) aumenta, essa força supera a tensão superficial e a força de adesão da água ao tecido. As gotas são então arrancadas das fibras e projetadas contra a parede perfurada do tambor.
A água expelida atravessa os furos do tambor e é conduzida para o sistema de drenagem ou reservatório externo. Dessa forma, o teor de umidade das roupas diminui drasticamente, facilitando a secagem.
A água expelida atravessa os furos do tambor e é conduzida para o sistema de drenagem ou reservatório externo. Dessa forma, o teor de umidade das roupas diminui drasticamente, facilitando a secagem.
Resposta
Na centrifugação, o tambor gira em alta velocidade gerando, no referencial rotativo, uma força centrífuga de módulo
que vence a aderência da água ao tecido e “empurra” as gotículas para fora, fazendo-as atravessar os furos do tambor e ser escoadas para fora, reduzindo o conteúdo de água nas roupas.