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Avaliação II - Dinâmica de Corpos Rígidos

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Classify V for the true statements and F for the false ones regarding a rigid body rotating around a fixed axis, according to the attached figure. Knowing that Ixz=1 kg.m^2, Iyz=2 kg.m^2 and Iz=3 kg.m^2:

( ) This axis is symmetrical with respect to the xy plane.
( ) If the moments in x and y are equal to 1 N.m, the angular acceleration will be equal to -0.333 rad/s².
( ) If the angular velocity of the axis is zero, the moments in x and y will also be zero.
( ) When the axis is asymmetrical, the sum of the moments is not zero, even when the angular acceleration is zero.
A F - F - V - V.
B V - V - F - F.
C V - F - V - F.
D F - V - F - V.

A solid cylinder rotates around its own axis with an angular velocity of 2 rad/s and at the same time rotates on an axis that passes through the central diameter with an angular velocity equal to 1 rad/s. Knowing that the mass of the cylinder is 3 kg, its diameter is 0.5 m, and its length is 0.8 m, classify V for the true statements and F for the false ones:

( ) The angular momentum around its own axis is equal to 0.374 N.m/s.
( ) The angular momentum around the axis that passes through the central diameter is equal to 0.207 N.m/s.
( ) The third axis also has angular momentum due to the moments of inertia with the other axes.
( ) Unlike angular velocities, angular momentum is smaller on the cylinder axis and larger on the axis that passes through the diameter.
A F - F - V - V.
B F - V - F - V.
C V - F - V - F.
D V - V - F - F.

Regarding gyroscopes, classify V for the true statements and F for the false ones:

( ) Ships, aircraft, and helicopters are examples of machines that use the gyroscope.
( ) The purpose of the gyroscope is to reuse the efforts made during the rotation of the machine on which it resides.
( ) An object in rotation tends to stay on that axis of rotation.
( ) A common type of gyroscope is the electronic one.
A V - F - V - V.
B V - V - V - F.
C F - V - F - V.
D V - V - F - F.

The attached figure shows a cross section of a beam, with two x and y axes specified. Assuming a bar density equal to 2 lb/in², calculate the xy inertia product of this beam and choose the CORRECT alternative:


A 3.28 lb.in²
B -6.56 lb.in²
C 1.64 lb.in²
D -13.12 lb.in²

The 3 kg parallelepiped in the figure rotates around the indicated axis with an angular velocity of 3 rad/s. At the same time, the center of the block moves vertically along the axis with a velocity of 2 m/s. Knowing that a=1 m and b=2 m, calculate the angular momentum with respect to the point at the center of the 'a' edge and choose the CORRECT alternative:


A 12.5 N.m/s
B 7.25 N.m/s
C 9.75 N.m/s
D 4.75 N.m/s

A body has moments of inertia in the x, y, and z axes equal to 3, 2, and 1 kg.m^2, respectively, and null inertia products. Based on the above, analyze the following statements:

I- If there is no angular acceleration on the x-axis, the moment on the x-axis will be zero.
II- Euler's equations can be used to describe the motion of this body.
III- If a moment equal to 1 N.m is applied to each of the three axes and the angular accelerations are zero, the angular velocity in x will be approximately 0.71 rad/s.
A Only statement II is correct.

Classify V for true statements and F for false statements regarding a thin plate under various forces in different directions.

A aceleração angular no eixo x é igual a aproximadamente 22,8 rad/s^2.
A aceleração angular no eixo y é igual a 12,9 rad/s^2.
A aceleração angular no eixo z é igual a 7,42 rad/s^2.
Os produtos de inércia da placa nos eixos xyz são nulos.
A) F - V - V - F.
B) V - F - F - V.
C) V - V - F - F.
D) F - F - V - V.

Calculate the kinetic energy of a 4 kg hoop with a diameter of 0.8 m that rotates on the x, y, and z axes with angular velocities of 2 rad/s, 3 rad/s, and 6 rad/s, respectively. Choose the CORRECT alternative:


A) 27.2 J.
B) 54.4 J.
C) 108.8 J.
D) 13.6 J.

Regarding the vectors of angular velocity and angular momentum, analyze the following statements: I- The angular momentum of a rigid body in rotation does not necessarily point in the same direction as the angular velocity. II- The inertia products appear as an additional term in three dimensions, affecting several of the motion equations. Now, choose the CORRECT alternative:

I- The angular momentum of a rigid body in rotation does not necessarily point in the same direction as the angular velocity.
II- The inertia products appear as an additional term in three dimensions, affecting several of the motion equations.
A) The first statement is true, and the second statement is false.
B) The first statement is false, and the second statement is true.
C) Both statements are true, and the second is a correct justification of the first.
D) Both statements are true, but the second is not a correct justification of the first.

Classify V for true statements and F for false statements regarding the moment of inertia and the product of inertia:

Os produtos de inércia aparecem sempre que os corpos não forem planos.
Sempre existe um eixo que passa pelo centroide, onde os produtos de inércia são nulos.
Apenas os produtos de inércia podem ser nulos, mas nunca os momentos de inércia.
Os momentos e produtos de inércia jamais podem ser negativos.
A) V - V - F - F.
B) F - V - V - F.
C) V - F - F - F.
D) F - F - V - V.

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Questões resolvidas

Classify V for the true statements and F for the false ones regarding a rigid body rotating around a fixed axis, according to the attached figure. Knowing that Ixz=1 kg.m^2, Iyz=2 kg.m^2 and Iz=3 kg.m^2:

( ) This axis is symmetrical with respect to the xy plane.
( ) If the moments in x and y are equal to 1 N.m, the angular acceleration will be equal to -0.333 rad/s².
( ) If the angular velocity of the axis is zero, the moments in x and y will also be zero.
( ) When the axis is asymmetrical, the sum of the moments is not zero, even when the angular acceleration is zero.
A F - F - V - V.
B V - V - F - F.
C V - F - V - F.
D F - V - F - V.

A solid cylinder rotates around its own axis with an angular velocity of 2 rad/s and at the same time rotates on an axis that passes through the central diameter with an angular velocity equal to 1 rad/s. Knowing that the mass of the cylinder is 3 kg, its diameter is 0.5 m, and its length is 0.8 m, classify V for the true statements and F for the false ones:

( ) The angular momentum around its own axis is equal to 0.374 N.m/s.
( ) The angular momentum around the axis that passes through the central diameter is equal to 0.207 N.m/s.
( ) The third axis also has angular momentum due to the moments of inertia with the other axes.
( ) Unlike angular velocities, angular momentum is smaller on the cylinder axis and larger on the axis that passes through the diameter.
A F - F - V - V.
B F - V - F - V.
C V - F - V - F.
D V - V - F - F.

Regarding gyroscopes, classify V for the true statements and F for the false ones:

( ) Ships, aircraft, and helicopters are examples of machines that use the gyroscope.
( ) The purpose of the gyroscope is to reuse the efforts made during the rotation of the machine on which it resides.
( ) An object in rotation tends to stay on that axis of rotation.
( ) A common type of gyroscope is the electronic one.
A V - F - V - V.
B V - V - V - F.
C F - V - F - V.
D V - V - F - F.

The attached figure shows a cross section of a beam, with two x and y axes specified. Assuming a bar density equal to 2 lb/in², calculate the xy inertia product of this beam and choose the CORRECT alternative:


A 3.28 lb.in²
B -6.56 lb.in²
C 1.64 lb.in²
D -13.12 lb.in²

The 3 kg parallelepiped in the figure rotates around the indicated axis with an angular velocity of 3 rad/s. At the same time, the center of the block moves vertically along the axis with a velocity of 2 m/s. Knowing that a=1 m and b=2 m, calculate the angular momentum with respect to the point at the center of the 'a' edge and choose the CORRECT alternative:


A 12.5 N.m/s
B 7.25 N.m/s
C 9.75 N.m/s
D 4.75 N.m/s

A body has moments of inertia in the x, y, and z axes equal to 3, 2, and 1 kg.m^2, respectively, and null inertia products. Based on the above, analyze the following statements:

I- If there is no angular acceleration on the x-axis, the moment on the x-axis will be zero.
II- Euler's equations can be used to describe the motion of this body.
III- If a moment equal to 1 N.m is applied to each of the three axes and the angular accelerations are zero, the angular velocity in x will be approximately 0.71 rad/s.
A Only statement II is correct.

Classify V for true statements and F for false statements regarding a thin plate under various forces in different directions.

A aceleração angular no eixo x é igual a aproximadamente 22,8 rad/s^2.
A aceleração angular no eixo y é igual a 12,9 rad/s^2.
A aceleração angular no eixo z é igual a 7,42 rad/s^2.
Os produtos de inércia da placa nos eixos xyz são nulos.
A) F - V - V - F.
B) V - F - F - V.
C) V - V - F - F.
D) F - F - V - V.

Calculate the kinetic energy of a 4 kg hoop with a diameter of 0.8 m that rotates on the x, y, and z axes with angular velocities of 2 rad/s, 3 rad/s, and 6 rad/s, respectively. Choose the CORRECT alternative:


A) 27.2 J.
B) 54.4 J.
C) 108.8 J.
D) 13.6 J.

Regarding the vectors of angular velocity and angular momentum, analyze the following statements: I- The angular momentum of a rigid body in rotation does not necessarily point in the same direction as the angular velocity. II- The inertia products appear as an additional term in three dimensions, affecting several of the motion equations. Now, choose the CORRECT alternative:

I- The angular momentum of a rigid body in rotation does not necessarily point in the same direction as the angular velocity.
II- The inertia products appear as an additional term in three dimensions, affecting several of the motion equations.
A) The first statement is true, and the second statement is false.
B) The first statement is false, and the second statement is true.
C) Both statements are true, and the second is a correct justification of the first.
D) Both statements are true, but the second is not a correct justification of the first.

Classify V for true statements and F for false statements regarding the moment of inertia and the product of inertia:

Os produtos de inércia aparecem sempre que os corpos não forem planos.
Sempre existe um eixo que passa pelo centroide, onde os produtos de inércia são nulos.
Apenas os produtos de inércia podem ser nulos, mas nunca os momentos de inércia.
Os momentos e produtos de inércia jamais podem ser negativos.
A) V - V - F - F.
B) F - V - V - F.
C) V - F - F - F.
D) F - F - V - V.

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GABARITO | Avaliação II - Individual
(Cod.:824506)
Peso da Avaliação 1,50
Prova 60539190
Qtd. de Questões 10
Acertos/Erros 10/0
Nota 10,00
Um corpo rígido gira em torno de um eixo fixo, conforme a figura anexa. Sabendo 
que Ixz=1 kg.m^2, Iyz=2 kg.m^2 e Iz=3 kg.m^2, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas:
( ) Esse eixo é simétrico com respeito ao plano xy.
( ) Se o momento em x e y são iguais a 1 N.m, a aceleração angular será igual a -0,333 
rad/s².
( ) Se a velocidade angular do eixo for zero, os momentos e x e y serão zero.
( ) Quando o eixo é assimétrico, a soma dos momentos não é zero, mesmo quando a 
aceleração angular é zero.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: http://ocw.snu.ac.kr/sites/default/files/NOTE/Chapter%2018.pdf. 
Acesso em: 23 jan. 2020.
A F - F - V - V.
B V - V - F - F.
C V - F - V - F.
D F - V - F - V.
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1
Um cilindro sólido gira em torno do seu próprio eixo com uma velocidade angular de 
2 rad/s e gira ao mesmo tempo em um eixo que passa pelo diâmetro central com velocidade 
angular igual a 1 rad/s. Sabendo que a massa do cilindro é de 3 kg, seu diâmetro de 0,5 m e 
seu comprimento de 0,8 m, classifique em V para as sentenças verdadeiras e F para as 
falsas:
( ) O momento angular ao redor do próprio eixo é igual a 0,374 N.m/s.
( ) O momento angular ao redor do eixo que passa pelo diâmetro central é igual a 0,207 
N.m/s.
( ) O terceiro eixo também possui momento angular devido aos de inércia com os outros 
eixos.
( ) Ao contrário das velocidades angulares, o momento angular é menor no eixo do 
cilindro e maior no eixo que passa pelo diâmetro.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - F - V - V.
B F - V - F - V.
C V - F - V - F.
D V - V - F - F.
Os giroscópios são equipamentos especializados que exercem funções importantes em 
certas máquinas, devido as suas propriedades de giro. Com base nesse equipamento, 
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Navios, aeronaves e helicópteros são exemplos de máquinas que utilizam o giroscópio.
( ) O objetivo do giroscópio é reaproveitar os esforços realizados durante a rotação da 
máquina sobre o qual reside.
( ) Um objeto em rotação tende a ficar naquele eixo de rotação.
( ) Um tipo comum de giroscópio é o eletrônico.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - F - V - V.
B V - V - V - F.
C F - V - F - V.
D V - V - F - F.
2
3
A figura anexa apresenta uma seção transversal de uma viga, com dois eixos x e y 
especificados. Assumindo uma densidade da barra igual a 2 lb/in², calcule o produto de 
inércia xy dessa viga e assinale a alternativa CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: http://site.iugaza.edu.ps/nmezaini/files/Ch-10.3.pdf. Acesso em: 22 
jan. 2020.
A 3,28 lb.in²
B -6,56 lb.in²
C 1,64 lb.in²
D -13,12 lb.in²
O paralelepípedo de 3 kg da figura gira em torno do eixo indicado com uma 
velocidade angular de 3 rad/s. Ao mesmo tempo, o centro do bloco se move na direção 
vertical, ao longo do eixo, com velocidade de 2 m/s. Sabendo que a=1 m e b = 2 m, calcule 
o momento angular com relação ao ponto no centro da aresta "a" e assinale a alternativa 
CORRETA:
I_paralelepipedo=m(a^2+b^2)/12
4
5
FONTE DA IMAGEM: https://def.fe.up.pt/dinamica/corpos_rigidos.html. Acesso em: 22 
jan. 2020.
A 12,5 N.m/s
B 7,25 N.m/s
C 9,75 N.m/s
D 4,75 N.m/s
Um corpo possui momentos de inércia nos eixos x y e z iguais a 3, 2 e 1 kg.m^2, 
respectivamente, e produtos de inércia nulos. Com base no exposto, analise as sentenças a 
seguir:
I- Se não houver aceleração angular no eixo x, o momento no eixo x será nulo.
II- As equações de Euler podem ser usadas para descrever o movimento desse corpo.
III- Se um momento igual a 1 N.m for aplicado em cada um dos três eixos e as acelerações 
angulares foram nulas, a velocidade angular em x será aproximadamente 0,71 rad/s.
Assinale a alternativa CORRETA:
A Somente a sentença II está correta.
B As sentenças I e III estão corretas.
C As sentenças II e III estão corretas.
D As sentenças I e II estão corretas.
6
A figura em anexo apresenta uma placa fina sob várias forças em diferentes direções. 
Considere presentes apenas as forças cujas magnitudes foram fornecidas, 400 N, 600 N e 
300 N. Sabendo que a densidade da placa é de 1 kg/m² e considerando os eixos xyz na 
ponta da placa, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A aceleração angular no eixo x é igual a aproximadamente 22,8 rad/s^2.
( ) A aceleração angular no eixo y é igual a 12,9 rad/s^2.
( ) A aceleração angular no eixo z é igual a 7,42 rad/s^2.
( ) Os produtos de inércia da placa nos eixos xyz são nulos.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE DA IMAGEM: https://www.chegg.com/homework-help/questions-and-
answers/3d-equilibrium-problem-asks-find-moment-equations-x-y-z-axes-question-
solution-want-know-u-q9093619. Acesso em: 22 jan. 2020.
A F - V - V - F.
B V - F - F - V.
C V - V - F - F.
D F - F - V - V.
Um aro de 4 kg e diâmetro de 0,8 m possui o eixo z passando pelo seu centro, 
enquanto que os eixos x e y passam pelos diâmetros da sua seção central. Esse aro gira nos 
eixos x, y e z com velocidades angulares de 2 rad/s, 3 rad/s e 6 rad/s, respectivamente. 
Calcule a energia cinética do aro e assinale a alternativa CORRETA:
A 27,2 J.
B 54,4 J.
C 108,8 J.
7
8
D 13,6 J.
Os vetores de velocidade angular e momento angular podem ser considerados os 
equivalentes de velocidade linear e quantidade de movimento, mas para o movimento 
giratório, e são duas grandezas que estão relacionadas entre si através dos momentos de 
inércia e produtos de inércia. Sobre o exposto, avalie as asserções a seguir e a relação 
proposta entre elas:
I- O momento angular de um corpo rígido em rotação não necessariamente aponta na 
mesma direção do que a velocidade angular.
PORQUE
II- Os produtos de inércia surgem como um termo adicional em três dimensões, afetando 
várias das equações de movimento.
Assinale a alternativa CORRETA:
A A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda, uma proposição falsa.
B A primeira asserção é uma proposição falsa, e a segunda, uma proposição verdadeira.
C As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma justificativa correta
da primeira.
D As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é uma justificativa
correta da primeira.
O momento de inércia é uma grandeza que define a resistência de um corpo rígido a 
ser girado. O produto de inércia faz parte dessa resistência em algumas situações, juntos 
gerando a matriz de momentos e produtos de inércia. Sobre o exposto, classifique V para as 
sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Os produtos de inércia aparecem sempre que os corpos não forem planos.
( ) Sempre existe um eixo que passa pelo centroide, onde os produtos de inércia são 
nulos.
( ) Apenas os produtos de inércia podem ser nulos, mas nunca os momentos de inércia.
( ) Os momentos e produtos de inércia jamais podem ser negativos.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - V - F - F.
B F - V - V - F.
C V - F - F - F.
9
10
D F - F - V - V.
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