Questão 32 - ACAFE Medicina Inverno 2026/2

No final do século XVI, Tycho Brahe realizava medições astronômicas em uma época em que a marcação do tempo dependia de instrumentos rudimentares, como ampulhetas e relógios de água. A busca por maior precisão impulsionou o desenvolvimento dos relógios mecânicos, nos quais o tempo passou a ser definido pela contagem regular de movimentos periódicos.

 

    Em um relógio mecânico analógico, essa contagem é realizada por meio da transmissão de movimento por meio de um sistema de engrenagens. A Figura 5 representa um mecanismo interno desse tipo, constituído por quatro engrenagens, numeradas de 1 a 4, distribuídas em três eixos de rotação distintos. A engrenagem 1, a menor do conjunto, localizada no eixo inferior, possui raio r₁ = 1,0 cm e gira com velocidade tangencial periférica constante, correspondente a 240 rpm na temperatura de calibração. Essa engrenagem engrena com a engrenagem 2, de raio r₂ = 4,0 cm, solidária ao mesmo eixo da engrenagem 3, de raior₃ = 1,5 cm. A engrenagem 3 engrena com a engrenagem 4, de raio r₄ = 6,0 cm, responsável pela saída do sistema.

 

O relógio encontra-se corretamente calibrado a 20 °C.

 

    Após a calibração, o relógio é deixado exposto ao Sol por um longo período, elevando significativamente sua temperatura. Admita transmissão sem escorregamento entre as engrenagens, e que estas sentem o efeito do aumento de temperatura, sem alteração do mecanismo interno.

 

    Determine a frequência de rotação da engrenagem 4, em hertz, na condição de calibração (20 °C), e indique a alternativa que apresenta se, após o aquecimento, o relógio adianta ou atrasa em relação ao tempo real.