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O conceito de centro de massa pode ser aplicado a sistemas compostos de várias partículas, de modo que seja possível calcular o centro de massa dos...

O conceito de centro de massa pode ser aplicado a sistemas compostos de várias partículas, de modo que seja possível calcular o centro de massa dos sistemas. Para esses casos, nem sempre o centro de massa estará contido em uma das partículas, podendo estar localizado em uma região fora delas. Para o cálculo do centro de massa para um sistema de partículas, devem-se conhecer a massa de cada partícula e sua localização. Considere um sistema que contém três partículas: partícula 1, partícula 2 e partícula 3. Nesse caso, as respectivas massas serão: m1 = 5,0kg, m2 = 10,0kg, m3 = 5,0kg. Já as posições de cada partícula, em relação a um referencial cartesiano, serão os pontos: (0; 0; 0), (10; 5; 0) e (–10; 0; –5), respectivamente. Dessa forma, qual é o ponto que indica o centro de massa desse sistema? A.

💡 1 Resposta

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Para calcular o centro de massa desse sistema de partículas, é necessário considerar a posição e a massa de cada partícula. Vamos calcular: 1. Calculando a coordenada x do centro de massa: \( x_{cm} = \frac{m_1x_1 + m_2x_2 + m_3x_3}{m_1 + m_2 + m_3} \) \( x_{cm} = \frac{5,0 \times 0 + 10,0 \times 10 + 5,0 \times (-10)}{5,0 + 10,0 + 5,0} \) \( x_{cm} = \frac{0 + 100 - 50}{20} \) \( x_{cm} = \frac{50}{20} \) \( x_{cm} = 2,5 \) 2. Calculando a coordenada y do centro de massa: \( y_{cm} = \frac{m_1y_1 + m_2y_2 + m_3y_3}{m_1 + m_2 + m_3} \) \( y_{cm} = \frac{5,0 \times 0 + 10,0 \times 5 + 5,0 \times 0}{5,0 + 10,0 + 5,0} \) \( y_{cm} = \frac{0 + 50 + 0}{20} \) \( y_{cm} = \frac{50}{20} \) \( y_{cm} = 2,5 \) 3. Calculando a coordenada z do centro de massa: \( z_{cm} = \frac{m_1z_1 + m_2z_2 + m_3z_3}{m_1 + m_2 + m_3} \) \( z_{cm} = \frac{5,0 \times 0 + 10,0 \times 0 + 5,0 \times (-5)}{5,0 + 10,0 + 5,0} \) \( z_{cm} = \frac{0 + 0 - 25}{20} \) \( z_{cm} = \frac{-25}{20} \) \( z_{cm} = -1,25 \) Portanto, o ponto que indica o centro de massa desse sistema é (2,5; 2,5; -1,25).

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