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Considere uma polia girando em torno de seu eixo central. A velocidade dos pontos A e B são, respectivamente, 60 cm/s e 0,3 m/s. A distância AB vale 10 cm.
O diâmetro e a velocidade angular da polia, respectivamente, valem:
a) 10 cm e 1,0 rad/s
b) 20 cm e 1,5 rad/s
c) 40 cm e 3,0 rad/s
d) 50 cm e 0,5 rad/s
e) 60 cm e 2,0 rad/s
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Aprimorando com Questões

há 8 meses

Respostas

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há 8 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender a relação entre a velocidade linear (v), a velocidade angular (ω) e o raio (r) da polia. A fórmula que relaciona essas grandezas é: \[ v = r \cdot \omega \] Primeiro, vamos converter a velocidade de A para metros por segundo, já que 60 cm/s é igual a 0,6 m/s. Agora, sabemos que a distância AB é de 10 cm, que é igual a 0,1 m. Portanto, a distância do ponto A ao eixo da polia é \( r_A = r + 0,1 \) e a distância do ponto B ao eixo da polia é \( r_B = r \). Como a velocidade angular é a mesma para ambos os pontos, podemos escrever: 1. Para o ponto A: \[ 0,6 = (r + 0,1) \cdot \omega \] 2. Para o ponto B: \[ 0,3 = r \cdot \omega \] Agora, podemos resolver essas duas equações. Da segunda equação, temos: \[ \omega = \frac{0,3}{r} \] Substituindo na primeira equação: \[ 0,6 = (r + 0,1) \cdot \frac{0,3}{r} \] Multiplicando ambos os lados por r: \[ 0,6r = 0,3(r + 0,1) \] Resolvendo: \[ 0,6r = 0,3r + 0,03 \] \[ 0,6r - 0,3r = 0,03 \] \[ 0,3r = 0,03 \] \[ r = 0,1 \, \text{m} = 10 \, \text{cm} \] Agora, substituímos r na equação da velocidade de B para encontrar ω: \[ \omega = \frac{0,3}{0,1} = 3 \, \text{rad/s} \] O diâmetro da polia é o dobro do raio: \[ D = 2r = 2 \cdot 10 \, \text{cm} = 20 \, \text{cm} \] Portanto, o diâmetro e a velocidade angular da polia são, respectivamente, 20 cm e 3 rad/s. Assim, a alternativa correta é: c) 40 cm e 3,0 rad/s.

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