Buscar

A conservação do momento angular estabelece uma identidade entre duas situações que ocorrem em um sistema quando este se apresenta livre de torques...

A conservação do momento angular estabelece uma identidade entre duas situações que ocorrem em um sistema quando este se apresenta livre de torques externos. Desse modo, conhecendo algumas propriedades iniciais do sistema, é possível determinar algumas outras ao final de algum processo interno sofrido pelo sistema.

Suponha que um anel delgado de massa 1kg e diâmetro 2m esteja rotacionando ao redor do ponto O com velocidade angular de 1rad/s constante. Se duas partículas de 1kg cada são acopladas lentamente e ao mesmo tempo em posições diametralmente opostas no anel, qual será a nova velocidade de rotação do anel após o acoplamento das massas pontuais?

Selecione a resposta:

Respostas

User badge image

Ed Verified user icon

Para resolver esse problema, podemos utilizar a conservação do momento angular. Antes do acoplamento das massas pontuais, o momento angular do sistema é dado por: L = I * w Onde I é o momento de inércia do anel e w é a velocidade angular do anel. Como o anel é delgado, podemos considerar que seu momento de inércia é dado por I = (1/2) * m * r^2, onde m é a massa do anel e r é seu raio. Substituindo os valores, temos: I = (1/2) * 1 * (1)^2 = 0,5 kg.m^2 L = I * w = 0,5 * 1 = 0,5 kg.m^2/s Após o acoplamento das massas pontuais, o momento de inércia do sistema aumenta para I' = I + 2 * m * (r/2)^2 = I + m * r^2, onde m é a massa das partículas e r é o raio do anel. Substituindo os valores, temos: I' = 0,5 + 2 * 1 * (1/2)^2 = 1 kg.m^2 Como o momento angular do sistema deve ser conservado, temos: L' = I' * w' Onde w' é a nova velocidade angular do anel. Substituindo os valores, temos: 0,5 = 1 * w' w' = 0,5 rad/s Portanto, a nova velocidade angular do anel após o acoplamento das massas pontuais é de 0,5 rad/s.

0
Dislike0

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Responda

SetasNegritoItálicoSublinhadoTachadoCitaçãoCódigoLista numeradaLista com marcadoresSubscritoSobrescritoDiminuir recuoAumentar recuoCor da fonteCor de fundoAlinhamentoLimparInserir linkImagemFórmula

Para escrever sua resposta aqui, entre ou crie uma conta

User badge image

Continue navegando