5. Trabalho de rotação e rolamento

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FACULDADE PITÁGORAS – CAMPUS IPATINGA/MG
	
	CURSO:
	Engenharia 
	
	DISCIPLINA:
	Física Energia
	
	PROFESSOR:
	Ernani Perpétuo Barbosa
	
	NATUREZA DO TRABALHO:
	2º Trabalho em equipe: Rotação e Rolamento
	
	VALOR:
	2,5 pontos
	NOTA:
	
	NOME:
	
	CURSO/PERÍODO/TURMA:
	
	DATA: 
	
Velocidade angular → 
, 
 e 
Aceleração angular → 
Deslocamento angular → 
Energia rotacional → 
Momento de inércia → 
Teorema dos eixos paralelos → 
Torque → 
Analogia entre translação e rotação → 
, 
e 
Aceleração radial → 
Momento angular → 
Questões
O deslocamento angular (rev) das hélices de um avião bimotor θ=4t5+6t3-3t2 é dado em função do tempo t (s). Determine:
A expressão para a sua velocidade angular;
A velocidade angular no instante 20s;
A expressão para sua aceleração angular;
A aceleração angular no instante 30s.
Uma roda composta de 6 raios de 15 cm. Está montada sobre um eixo fixo e gira a 1,5 rev/s, uma pessoa atira uma lança de 22 cm paralela ao eixo, sem que a lança colida com qualquer raio. Determine a velocidade de arremesso da lança para que esse fato ocorra.
Quatro partículas de massas m1=2,0 kg (mais afastada do eixo de rotação), m2=1,5 kg, m3=2,5 kg e m4=3,0 kg (mais próxima do eixo de rotação), estão ligadas entre si e a um eixo de rotação fixo por quatro barras delgadas de massas iguais M = 5,0 kg e comprimentos iguais L = 50 cm cada uma. O conjunto gira em torno do eixo com velocidade v = 3,2 m/s. Determinar:
O momento de inércia de cada partícula;
O momento de inércia de cada barra;
O momento de inércia do conjunto;
A energia cinética de rotação do conjunto;
O momento de inércia de m1 é menor, maior ou igual ao momento de inércia m3? Por quê?
Um cilindro maciço uniforme de massa 15 kg e diâmetro 12 cm, rola pelo chão com v = 4,0 m/s em torno de um eixo paralelo ao seu comprimento e que passa pelo seu centro de massa. Determine a energia cinética do cilindro.
Uma casca esférica de massa 16 kg e raio 16 cm sobe rolando um plano inclinado, cujo ângulo de inclinação é igual a 40°. Na base do plano, o centro de massa da esfera tem uma velocidade linear v = 3 m/s.
Qual a velocidade rotacional e translacional da esfera na base do plano?
Qual a energia cinética translacional da esfera na base do plano?
Qual a energia cinética rotacional da esfera na base do plano?
Qual a altura máxima que a esfera vai atingir?
Qual a distância que a esfera percorre ao subir o plano?
Dado Icm→ casca esférica = 2/3 MR2
Uma esfera sólida de massa m e raio r rola sem deslizar sobre um trilho, tendo partido do repouso em algum ponto do trecho maior que H.
Qual é a altura mínima H, medida a partir da base do trilho, de onde devemos soltar a esfera para que ela não perca contato com o trilho no ponto mais alto da curva?
Se a esfera for solta de uma altura igual a 8R acima da base do trilho, qual será a componente horizontal da força que atual sobre ela no ponto A?
As rodas A e B da figura a seguir estão conectadas por uma corrente que não desliza. O raio da roda B é cinco vezes maior que o raio da roda A.
Qual seria a razão entre os momentos de inércia IA/IB se ambas tivessem o mesmo momento angular?
Qual seria a razão entre os momentos de inércia IA/IB se ambas tivessem a mesma energia cinética de rotação?
Um avião de m = 2,5 kg move-se sobre um círculo de raio r = 1,5 m com velocidade de v = 3 m/s. Calcule o momento de angular do avião em relação ao centro do circulo. 
Um carrossel tem raio r = 2 m, momento de inércia I = 500 kg.m2 e gira em torno de um eixo sem atrito. O carrossel faz uma volta a cada 5s. Uma criança, de massa m = 25 kg, que estava inicialmente no centro, caminha ate a borda do carrossel.
Calcule a nova velocidade angular do brinquedo;
Determine a energia cinética do sistema criança-carrossel. 
 
(
h
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