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 omega, 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
acp = omega^2 r
onde r 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
Fcf = m,omega^2 r
com m massa da gota de água.

Passo 3

À medida que omega (e portanto Fcf) 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.

Resposta

Na centrifugação, o tambor gira em alta velocidade gerando, no referencial rotativo, uma força centrífuga de módulo
Fcf=m,omega^2 r
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.

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