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<p>FÍSICA do MOVIMENTO – Problemas Para Aprendizagem</p><p>Assunto: Rotação.</p><p>Problema 1</p><p>Uma roda, partindo do repouso, é acelerada de tal forma que sua velocidade angular aumenta</p><p>uniformemente para 180 rpm em 3 min. Depois de girar com esta velocidade por algum tempo, a roda é</p><p>freada com desaceleração uniforme, levando 4 min para parar. O número total de rotações é 1080. Quanto</p><p>tempo, ao todo, a roda ficou girando?</p><p>Resposta: 9,5 min.</p><p>Problema 2</p><p>Um astronauta está sendo testado em uma centrífuga. A centrífuga tem um raio de 10 m e, a partir do</p><p>repouso, gira de acordo com a equação 𝜃(𝑡) = 0,3𝑡2, onde t está em segundos e θ em radianos. Quando</p><p>t=5,0 s, quais são os módulos:</p><p>a) da velocidade angular. Resposta: 3,0 rad/s.</p><p>b) da velocidade linear. Resposta: 30 m/s.</p><p>c) da aceleração angular. Resposta: 0,6 rad/s2.</p><p>c) da aceleração tangencial. Resposta: 6,0 m/s2.</p><p>d) da aceleração radial do astronauta. Resposta: 90 m/s2.</p><p>Problema 3</p><p>Uma barra uniforme de comprimento L e massa M pode girar livremente através de um pino que está</p><p>localizado em uma de suas extremidades, como mostrado na figura abaixo. A barra está inicialmente na</p><p>posição horizontal quando é solta.</p><p>Problema 4</p><p>Problema 5</p><p>a) Qua é a sua velocidade angular quando ela atingir a sua posição</p><p>mais baixa? Resposta: 𝜔 = √</p><p>3𝑔</p><p>𝐿</p><p>.</p><p>b) Determine a velocidade linear no centro de massa e a velocidade</p><p>linear do ponto mais baixo da barra quando ela se encontra na</p><p>posição vertical. Despreze todos os atritos.</p><p>Resposta: 𝑣𝑐𝑚 = √</p><p>3𝑔𝐿</p><p>4</p><p>e 𝑣 = √3𝑔𝐿.</p><p>Qual deve se a massa da tábua no balanço da figura abaixo para que</p><p>o sistema fique em equilíbrio? Neste caso qual a força exercida pelo</p><p>apoio no balanço?</p><p>Resposta: 𝑀 = 2𝑚 e 𝑁 = 3𝑚𝑔.</p><p>Resposta: 0,140 N.</p><p>Problema 6</p><p>Uma chaminé alta, de forma cilíndrica, cai se houver uma ruptura na sua base. Tratando a chaminé como</p><p>um bastão fino de altura h, e usando θ como sendo o ângulo que a chaminé ela faz com a vertical num</p><p>instante qualquer, expresse, em função deste ângulo:</p><p>a) A velocidade angular da chaminé. Resposta: 𝜔 = √</p><p>3𝑔</p><p>ℎ</p><p>(1 − cos𝜃).</p><p>b) A aceleração radial do topo da chaminé. Resposta: 𝑎𝑟 = 3𝑔(1 − cos𝜃).</p><p>c) A aceleração tangencial do topo. Resposta: 𝑎𝑡 =</p><p>3</p><p>2</p><p>𝑔 sen𝜃.</p><p>d) Em que ângulo a aceleração tangencial é igual a g? Resposta: 41,8º.</p><p>Problema 7</p><p>A figura mostra um disco uniforme que pode girar em torno do</p><p>centro, como um carrossel. O disco tem um raio de 2,00 cm e uma</p><p>massa de 20,0 g e está inicialmente em repouso. A partir do</p><p>instante t = 0, duas forças devem ser aplicadas tangencialmente à</p><p>borda do disco para que, no instante t = 1,25 s, o disco tenha uma</p><p>velocidade angular de 250 rad/s no sentido anti-horário. Se o</p><p>módulo da força F1 é 0,100 N, qual é o módulo F2?</p><p>Um disco uniforme de massa M = 2,5 kg e raio R = 0,20 m é montado sobre um</p><p>eixo horizontal fixo, sem atrito. Uma corda de massa desprezível enrolada na</p><p>borda do disco suporta um bloco de massa 1,2 kg. Supondo que o disco partiu do</p><p>repouso, calcule:</p><p>a) a aceleração linear do bloco em queda. Resposta: 4,9 m/s2.</p><p>b) a tração na corda. Resposta: 6,1 N.</p><p>c) aceleração angular do disco. Resposta: 24,5 rad/s2.</p><p>d) o trabalho realizado pelo torque aplicado ao disco em 2,0 s. Resposta: 60 J.</p><p>e) o aumento da energia cinética de rotação do disco. Resposta: 60 J.</p>