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Em muitas áreas da engenharia, existem máquinas que têm movimentos de rotação, o que se dá em função de um eixo. Para esses casos, é possível calcu...

Em muitas áreas da engenharia, existem máquinas que têm movimentos de rotação, o que se dá em função de um eixo. Para esses casos, é possível calcular as grandezas físicas relacionadas a esse movimento rotacional. Um gerador de indução assíncrono é uma máquina rotativa de geração de energia elétrica por meio do fenômeno de indução eletromagnética. A peça rotativa desse gerador é o rotor, que, para um gerador de 4 polos, gira a, aproximadamente, 1.800rpm. Considere um rotor com cilindro maciço de aço com baixo carbono (densidade ρ = 7,86g/cm3), com raio de 32mm e altura de 357mm. Calcule a energia cinética de rotação desse rotor hipotético e assinale a alternativa correta:

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Para calcular a energia cinética de rotação do rotor, é necessário utilizar a fórmula: E = (1/2) * I * w^2 Onde: E = energia cinética de rotação I = momento de inércia do rotor w = velocidade angular do rotor Para calcular o momento de inércia do rotor, é necessário utilizar a fórmula: I = (1/2) * m * r^2 Onde: m = massa do rotor r = raio do rotor Assim, podemos calcular a massa do rotor: V = π * r^2 * h Onde: V = volume do rotor h = altura do rotor Substituindo os valores, temos: V = π * (0,032m)^2 * 0,357m V = 0,0036m^3 m = ρ * V m = 7,86g/cm^3 * 0,0036m^3 m = 28,296g m = 0,028296kg Agora, podemos calcular o momento de inércia do rotor: I = (1/2) * m * r^2 I = (1/2) * 0,028296kg * (0,032m)^2 I = 4,5472 x 10^-5 kg.m^2 Sabendo que a velocidade angular do rotor é de 1.800rpm, podemos calcular a velocidade angular em rad/s: w = (1800rpm * 2π) / 60 w = 188,5 rad/s Agora, podemos calcular a energia cinética de rotação do rotor: E = (1/2) * I * w^2 E = (1/2) * 4,5472 x 10^-5 kg.m^2 * (188,5 rad/s)^2 E = 0,322 J Portanto, a alternativa correta é: D) 0,322 J

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