Física: Para serrar ossos e carnes congeladas, um açougueiro utiliza uma serra de fita que possui três polias e um motor. O equipamento pode ser montado de duas formas diferentes, P e Q. Por questão de segurança, é necessário que a serra possua menor velocidade linear. Por qual montagem o açougueiro deve optar e qual a justificativa desta opção?

Para que a serra (fita) tenha menor velocidade linear, precisamos que a polia que movimenta diretamente a serra (polia 3) gire com menor frequência (menor rotação).

Relações físicas usadas

• Em uma transmissão por correia sem escorregamento, a velocidade linear na periferia das polias ligadas pela correia é a mesma: v = \omega R = 2\pi f\,R\
• Logo, se duas polias estão ligadas pela mesma correia, vale: $v_1=v_3 \Rightarrow 2\pi f_1R_1 = 2\pi f_3R_3 \Rightarrow f_3 = f_1\frac{R_1}{R_3}$ Portanto, quanto maior o raio da polia 3, menor será sua frequência $f_3$ (e, consequentemente, menor a rotação da serra).

Comparando as montagens

• Montagem P: a correia do motor (polia 1) aciona a polia 2; a polia 3 é coaxial com a 2 (mesmo eixo), então $f_3=f_2$. Como a correia liga 1 a 2, o controle de rotação chega via polia 2.
• Montagem Q: a correia do motor (polia 1) aciona diretamente a polia 3. Assim, as polias 1 e 3 têm a mesma velocidade linear periférica ($v_1=v_3$). Como a polia 3 tem raio maior que a 1, pela relação acima ela ficará com menor frequência (menor rotação), reduzindo a velocidade linear da serra.

Assim, para obter a menor velocidade linear na serra, deve-se escolher a montagem em que a polia grande (3) seja acionada diretamente pela correia, pois isso reduz sua frequência.

Alternativa correta: (A).