Atividade8_movimento_rotacional_movimentos_interações_2024 (1)

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MINISTERIO DA EDUCAÇÃO
UNIFESP
CIÊNCIAS- LICENCIATURA
CAMPUS DIADEMA
	
Movimentos e Interações – 2024
METAS E OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA AULA DE 22/01/2025
Para esta semana, você deverá:
1. Em relação ao movimento rotacional: 
a) saber que diferentes objetos apresentam diferentes momentos de inércia, devido às diferenças de distribuição da massa ao redor de um eixo de rotação; 
b) Saber que todo e qualquer movimento pode ser descrito como a soma de um movimento translacional do centro de massa mais o movimento rotacional em torno deste centro de massa; 
c) Enunciar as leis de Newton do movimento rotacional; 
d) Saber comparar as diferenças e semelhanças entre os movimentos rotacionais e translacionais; 
e) Resolver problemas cinemáticos para movimento rotacionais (cálculo de velocidade, posição e aceleração angular);
 f) Definir o que é; i) centro de massa; ii) momento de inércia; iii) posição angular; iv) aceleração angular; v) deslocamento angular;; g) Identificar os equivalentes dos movimentos rotacionais para os seguintes conceitos: i) massa (o equivalente é o momento de inércia); ii) força (o equivalente é o torque); 
h) Enunciar o princípio de conservação da quantidade de movimento rotacional. 
ATIVIDADE 08 – LISTA DE EXERCÍCIOS – MOVIMENTO ROTACIONAL
1. Explique o que você considerou mais importante de ter aprendido acerca de movimento rotacional no encontro de hoje.
Resposta pessoal.
2. Explique por que as coordenadas polares (r,θ) costumam ser as mais adequadas para descrever o movimento rotacional.
3. Explique, com suas próprias palavras, cada um dos seguintes conceitos:
a) velocidade angular;
b) aceleração angular;
c) momento de inércia;
d) torque
e) centro de massa
4. Encontre a relação entre: a) v e ω; b) aceleração angular e aceleração tangencial.
5. Uma roda gira com uma aceleração angular constante igual a 3,5 rad/s2. Se a velocidade angular da roda é de 2 rad/s em t = 0s:
a) Determine a posição angular após 2 s. 
b) Calcule a velocidade angular após 2 s.
Resposta: a) 11 rad; b) 9rad /s.
6. Uma roda parte do repouso e gira com aceleração angular constante até uma velocidade angular de 12 rad/s em 3 s. Encontre: a) a aceleração angular da roda; b) a posição angular após esse tempo.
Resposta: a) 4 rad/s2; b) 18 rad
7. Um avião chega ao terminal e seus motores são desligados. O rotor de um dos motores tem uma velocidade angular inicial no sentido horário de 2 rad/s e passa a desacelerar com a uma taxa de 80 rad/s2.
a) Determine a velocidade angular após 10 s.
b) Calcule quanto tempo leva o rotor para parar.
Respostas: a)b) t=1/40 s.
8. A posição angular de uma porta vai e vem é descrita pela seguinte expressão: . Identifique: 
a) a posição angular inicial; 
 b) a velocidade angular inicial; 
c) a aceleração angular; 
d) o tipo de movimento rotacional; 
e) a posição angular após 3 s; 
f) a expressão da velocidade angular no tempo;
g) velocidade angular após 3 s;
Respostas: a) b); d) movimento rotacional uniformemente variado; e); f); g)
9. Calcule:
a) a velocidade angular, em radianos por segundos, do ponteiro de minutos após uma volta completa (considere que o ponteiro realiza um movimento rotacional uniforme).
Resposta: 
b) Supondo que o ponteiro do segundo realize um movimento rotacional uniforme, calcule a posição angular deste ponteiro, em radianos, após 20 segundos. 
Resposta: 
10. Identifique onde um objeto terá maior velocidade linear: se na borda de um disco em rotação ou se perto do centro. Justifique. 
11. Um disco de vinil tem raio de aproximadamente 40cm. E a vitrola o faz girar com 40 rpm. 
a) Determine a velocidade angular do disco.
Resposta: 
b) Determine a velocidade linear na borda do disco.
Resposta: v = 0,53 m/s.
12. Identifique o equivalente para o movimento rotacional dos seguintes conceitos relativos ao movimento translacional: a) o equivalente da massa; b) o equivalente da força; c) o equivalente do momento linear.
13. Enuncie o princípio da conservação da quantidade de movimento rotacional (também chamado de momento angular). 
14. Leia o seguinte trecho do livro A Matéria: uma aventura do espírito, de L.C. Menezes (Editora da Física, 2006):
	Assim como o campo gravitacional compromete a homogeneidade, o campo magnético terrestre, pelo menos para imãs, altera a isotropia do espaço. Na ausência de perturbações como essas [do campo magnético terrestre], o espaço vazio não tem direções privilegiadas, ou seja, o espaço é isotrópico. Assim como a homogeneidade do espaço está associada à inércia nas translações, a isotropia do espaço está associada à inércia rotacional, ou seja, à manutenção do estado de movimento rotacional ou angular. 
Esta manutenção quer dizer que, salvo se sujeito a um torque, algo que está girando não tem porque começar a girar, assim como, nas mesmas condições, o que já está girando mantém-se assim com a mesma velocidade angular. [...]
	Analogamente ao caso das translações, a isotropia do espaço implica a impossibilidade de se gerar movimento de rotação em um único objeto, sendo inevitável gerar, em pelo menos dois objetos, rotações opostas. Um torque externo, que altera reciprocamente a quantidade de movimento rotacional em objetos sob interação, expressa uma anisotropia local, ou seja, uma quebra local da simetria rotacional [...]
Em todas as situações, sempre que um objeto modifica seu estado de movimento, outros objetos passam por modificações acopladas, de sentido oposto, garantindo assim a conservação das quantidades de movimentos linear e rotacional do sistema, constituído de todos os objetos envolvidos.
(p.48-49) 
Agora, responda:
a. Destaque, do texto e escreva na sua folha de resposta, a frase que explicita a terceira lei de Newton da rotação.
b. Destaque, do texto, a frase que explicita a segunda lei de Newton da rotação.
c. Destaque, do texto, a frase que explicita a primeira lei de Newton da rotação
d. 
15. Responda: 
a) Você considera importante que os alunos do ensino médio aprendam sobre movimento rotacional? 
b) Seria muito difícil ensinar isso a ela após discutir o movimento rotacional? Justifique suas respostas. 
Respostas pessoais. 
image3.wmf
;
/
798
)
10
(
s
rad
-
=
w
oleObject1.bin
image4.wmf
2
6
4
2
)
(
t
t
t
p
p
p
q
+
+
=
oleObject2.bin
image5.wmf
rad
o
2
p
q
=
oleObject3.bin
image6.wmf
)
;
/
4
c
s
rad
o
p
w
=
oleObject4.bin
image7.wmf
2
/
3
s
rad
p
a
=
oleObject5.bin
image8.wmf
rad
4
11
)
3
(
p
q
=
oleObject6.bin
image9.wmf
t
t
×
+
=
3
4
)
(
p
p
w
oleObject7.bin
image10.wmf
s
rad
/
4
5
)
3
(
p
w
=
oleObject8.bin
image11.wmf
.
/
30
s
rad
p
w
=
oleObject9.bin
image12.wmf
.
3
2
)
20
(
rad
p
q
=
oleObject10.bin
image13.wmf
.
/
33
,
1
s
rad
=
w
oleObject11.bin
image1.jpeg
image2.wmf