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16. Um disco de vinil horizontal de massa 0, 1kg de raio 0, 10m gira livremente em torno de um eixo vertical que passa pelo centro com uma velocida...

16. Um disco de vinil horizontal de massa 0, 1kg de raio 0, 10m gira livremente em torno de um eixo vertical que passa pelo centro com uma velocidade angular de 4, 7rad/s. O momento de inércia do disco em relação ao eixo de rotação é 5, 0 × 10−4kg · m2. Um pedaço de massa de modelar de massa de 0, 02kg cai verticalmente a gruda na borda do disco. Qual é a velocidade angular do disco em relação ao eixo?

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t3
4 pág.

Física Universidade Anhembi MorumbiUniversidade Anhembi Morumbi

Respostas

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Podemos utilizar a conservação do momento angular para resolver esse problema. Antes da queda do pedaço de massa, o momento angular do disco é dado por: L1 = I1 * w1 Onde I1 é o momento de inércia do disco e w1 é a velocidade angular inicial do disco. Após a queda do pedaço de massa, o momento angular do sistema (disco + massa) é dado por: L2 = (I1 + m * r^2) * w2 Onde m é a massa do pedaço de massa, r é o raio do disco e w2 é a velocidade angular final do sistema. Como o momento angular é conservado, temos que L1 = L2. Substituindo as expressões acima, temos: I1 * w1 = (I1 + m * r^2) * w2 Isolando w2, temos: w2 = (I1 * w1) / (I1 + m * r^2) Substituindo os valores dados no enunciado, temos: w2 = (5,0 × 10^-4 * 4,7) / (5,0 × 10^-4 + 0,02 * 0,1^2) w2 = 0,45 rad/s Portanto, a velocidade angular do disco em relação ao eixo após a queda do pedaço de massa é de 0,45 rad/s.

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