Questões sobre momento de inércia e corpos rígidos

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Questões corpos rígidos/ momento de inércia 
Lab. De Física II – USP - 2020 
 
1) Considere um cilindro sólido e homogêneo de raio r=4,8 cm e massa m=192,1 
gramas girando entorno do seu eixo de simetria. Um estudante no laboratório 
determinou os valores anteriores com as seguintes precisões: Massa = 0,01 gramas 
e raio = 0,1 cm. Qual o valor do erro relativo obtido pelo estudante na 
determinação do momento de inércia do cilindro? (valores de 0 a 1 com duas casas 
decimais) 
 
RESPOSTA: 0,04 
 
2) Considerando um objeto que gira em torno de um eixo fixo, como o momento 
angular se relaciona com a velocidade angular desse objeto? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Escolha uma opção: 
a. Nessa situação, o momento angular desse objeto pode ser calculado através produto 
vetorial do seu momento de inércia (𝐼) e sua velocidade angular 𝜔. 
b. Nessa situação, o momento angular desse objeto pode ser calculado através do seu 
momento de inércia (𝐼) e sua velocidade angular 𝜔. 
c. Nessa situação, o momento angular desse objeto pode ser calculado através do seu 
momento de inércia (𝐼) e do quadrado da sua velocidade angular 𝜔. 
d. Nessa situação, o momento angular desse objeto pode ser calculado através do seu 
momento de inércia (𝐼) e da raiz quadrada da sua velocidade angular 𝜔. 
e. Nessa situação, o momento angular desse objeto pode ser calculado através do produto 
escalar seu momento de inércia (𝐼) e sua velocidade angular 𝜔. 
RESPOSTA: b. 
 
3) Duas peças cilíndricas, com momentos de inércia I1 e I2, giram com velocidades 
angulares w1 e w2 em torno do mesmo eixo de rotação, sem atrito, como indicado 
na figura abaixo. Em certo instante, a peça 2 cai sobre a peça 1. Devido ao atrito 
entre as superfícies das duas peças, o conjunto passa a girar a uma velocidade 
angular comum w, como mostrado na figura abaixo. Considere que as duas peças 
formam um sistema isolado de torques externos. Determine a velocidade angular 
final w (em rad/s com duas casas decimais). Desconsidere o momento de inércia 
do eixo. 
 
Dados: 
 
Disco 1: Massa = 94 gramas, raio = 11 cm, frequência inicial = 2,7 Hz 
Disco 2: Massa = 41,1 gramas, raio = 5,3 cm, frequência inicial = parado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESPOSTA: 15,39. 
 
 
 
4) Considere o sistema representado na figura abaixo (gangorra com ponto de apoio 
no centro). Determine o valor torque resultante final no SI e adote valores 
positivos para o sentido anti-horário (de sua resposta com duas casas decimais e 
use g=9,8m/s2). 
 
Dados: m1 = 1,4 Kg, m2 = 3,6 Kg, x1= 5,7 m e x2 = 3,2 m 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESPOSTA: -34,69.