Problemas de Aplicação Cinemática Angular

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MEC – UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
PROFESSOR: MIGUEL ARCANJO COSTA
DISCIPLINA: FÍSICA GERAL I
PERÍODO: 2017.2
Problemas de Aplicação – Cinemática angular
01. Assuma que uma partícula move-se num trajetória circular de raio 10cm e aceleração angular constante
e igual a 2,0 rad /s2 . Ela parte fo repouso e calcule para t=10 s :
a) O deslocamento angular.
b) A velocidade angular.
c) A velocidade tangencial.
d) O vetor aceleração.
e) Determine o número de revoluções no intervalo de t1=0 e t2=10 s .
f) Represente num gráfico os vetores posição, velocidade e aceleração para t=10 s .
02. Em uma inspeção de
manutenção, a turbina de um
avião, de 1,5m de raio, é
ligada e começa a girar de
acordo com o gráfico mostrado
na Figura ao lado.
a) Quantas revoluções esta
turbina realizou durante o
teste?
b) Qual é a aceleração angular
desde t=0 até
t=5,0min?
c) Qual é a velocidade linear
(ou tangencial) de um ponto na
extremidade da turbina no
instante t=3,5min?
03. A roda maior mostrada na
Figura ao lado, de 30cm de
raio, transmite seu movimento
à roda menor, de 20cm de raio,
através da correia C, que
permanece sempre bem
esticada e sem deslizamento. A
roda maior parte do repouso
com aceleração angular
uniforme e leva 1 min para
atingir sua velocidade de
regime permanente, realizando
um total de 540 rotações
durante esse intervalo.
Determine:
a) a aceleração angular da roda maior?
b) a velocidade angular da roda maior, em rad/s e rpm, uma vez atingido o regime permanente?
c) a velocidade angular da roda menor, em rad/s e rpm, uma vez atingido o regime permanente?
d) a velocidade linear da correia, uma vez atingido o regime permanente?
04. Um automóvel tem pneus com 40,0cm de diâmetro e movimenta-se numa estrada plana e horizontal.
a) Calcule quantas rotações realiza essa roda por quilômetro rodado, sem derrapar.
O automóvel faz uma curva que corresponde a um arco de circunferência de π
2
rad e raio 30,0cm ,
medido na roda interna e 31,4m , medido na roda externa.
b) Calcule quantas voltas a mais deu a roda externa.
O carro demorou 3,70 s para descrever esse arco de circunferência.
c) Calcule as velocidades angulares das rodas internas e externas.
d) Determine o vetor velocidade angular das rodas e do carro em torno do centro da curva.
05. Um disco gira em trono do seu centro de massa partindo do repouso com aceleração angular constante. Em
um dado instante t1 , ele está girando a 10 rev /s . A partir deste instante ele percorre 60 revoluções e sua
velocidade angular é 15 rev /s . Calcule:
a) A aceleração angular.
b) O tempo necessário para completar 60 revoluções, a partir do instante t1 .
c) O tempo necessário para atingir a velocidade angular de 10 rev /s .
d) O número de revoluções a partir do repouso até o instante em que o disco atinge a velocidade angular de
10 rev /s .