Questões com solução - Rotação I p 2 Física I

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QUESTÕES DE FÍSICA
6 7Um objeto em rotação parte do repouso e possui uma
aceleração angular constante. Três segundos depois, a
aceleração centrípeta de um ponto no objeto possui um
módulo de 2,0 m/s². Qual o módulo da aceleração centrípeta
deste ponto seis segundos após o início do movimento?
A resposta correta é: 8 m/s²
QUESTÕES DE FÍSICA I - ROTAÇÃOBY ÊMEPE ✨
A S S U N T O :
rotação i
𝜔 = 𝜔0 + 𝛼𝑡 
𝑎𝑟 = 𝑣²/𝑟 = 𝜔² * 𝑟
Para responder essa questão é importante saber as fórmulas do
movimento circular uniformemente acelerado, com a aceleração
angular constante - fórmula utilizada:
Além disso, é importante saber a fórmula da aceleração centrípeta:
Algo interessante é que para resolver a questão precisa separar
em duas situações, de t = 0 para t = 3; e de t = 0 para t = 6
O desenho mostra uma vista superior de uma barra
horizontal que está livre para girar em torno de um eixo
perpendicular à página. Duas forças atuam sobre a barra e
possuem o mesmo módulo. No entanto, uma força é
perpendicular à barra e a outra faz um ângulo ϕ com o eixo
da barra. O ângulo ϕ pode ser de 90°, 45° ou 0°. Classifique
os valores de ϕ em ordem decrescente de acordo com o
módulo do torque resultante (a soma dos torques) que as
duas forças produzem.
A resposta correta é:
Primeiro → 0º,
Segundo → 45º,
Terceiro → 90º.
E que para somar os torques das duas forças deve haver
uma subtração, já que o torque depende da posição relativa
e as forças estão "uma contra a outra"
Para responder essa questão é importante saber que a fórmula
do torque é torque = raio * seno(ângulo do movimento) * força. 
8 9É possível para uma grande força produzir um torque
pequeno, ou mesmo nulo, e para uma pequena força produzir
um grande torque? Justifique.
Considerando que o torque é calculado
como: 
torque = raio * seno(ângulo do
movimento) * força.
Assim, se o raio ou o seno forem
pequenos, mesmo que a força seja
grande, o torque será pequeno. O
inverso também é verdade.
Para responder essa questão é importante saber que o torque
não depende somente da força.
Três hastes de massa desprezível (A, B e C) estão livres para
girar em torno de um eixo nas suas extremidades esquerdas
(veja o desenho). A mesma força é aplicada à extremidade
direita de cada haste. Objetos com diferentes massas são
fixados às hastes, mas a massa total (3m) dos objetos é a
mesma para cada haste. Classifique em ordem decrescente a
aceleração angular das hastes (da maior para a menor).
 resposta correta é: Primeira → A,
Segunda → B, Terceira → C.
Como no caso A, a massa m está do perto do eixo de sua
distância seria próxima de 0, e por isso não está
influenciando tanto o movimento, permitindo um maior
torque que nos outros casos. 
No caso B a massa 2m está influenciando o movimento que
o mesmo tanto que o peso m, isso por que é metade do raio
mais o dobro da força (2 * m), mas ainda assim o torque é
mais forte que no caso 3, pois este apresenta com 3 massas
na extremidade que possuem forças contrárias ao
movimento, e com isso, menos torque. 
SE O TORQUE É MENOR A ACELERAÇÃO ANGULAR
TAMBÉM VAI SER, outra fórmula do torque:
𝜏 = 𝐼 * 𝛼
Para responder essa questão é importante saber que além da
força torque, ainda existem a força peso, que está contrária ao
movimento realizado pela força F.
1 0 Na figura, um disco, um anel e uma esfera maciça são postos
para girar em torno de eixos centrais fixos (como piões) por
meio de barbantes enrolados em torno dos objetos, que
aplicam a mesma força tangencial constante F aos três
objetos. Os três objetos têm a mesma massa e o mesmo raio e
estão inicialmente em repouso. Ordene os objetos de acordo
com a aceleração angular produzida pelo torque da força F em
ordem decrescente.
A resposta correta é: Primeiro → Esfera,
Segundo → Disco, Terceiro → Anel.
𝜏 = 𝐼 * 𝛼
Cilindro (um disco) → 𝐼 = 1/2 * M * R²
Aro (anel) → 𝐼 = M * R²
Esfera maciça → 𝐼 = 2/5 * M * R²
Para responder essa questão é importante saber fórmula do
troque que relaciona a aceleração angular, com o momento de
inércia:
Outra, coisa muito relevante é a fórmula do momento de inércia
que varia para cada tipo de objeto:
Já que o momento de inércia é definido como a quantidade
expressa pela resistência do corpo à aceleração angular, sendo
assim, mais momento de inércia, menos aceleração angular.