Uma esfera oca de 6 kg
Uma esfera oca de 6 kg, com raio de 15 cm gira em torno de um eixo que passa pelo seu centro de massa com velocidade angular W= 2 rev/a.
Assinale a alternativa que apresenta o valor da energia cinética dessa esfera
A: 1,20j
B:4,32j
C:7,10j
D: 8,90j
E:9,98j
Ed
ontem
Para calcular a energia cinética de uma esfera oca girando, usamos a fórmula: \[ E_k = \frac{1}{2} I \omega^2 \] onde \( I \) é o momento de inércia e \( \omega \) é a velocidade angular. 1. Momento de Inércia (I): Para uma esfera oca, o momento de inércia é dado por: \[ I = \frac{2}{3} m r^2 \] onde \( m = 6 \, \text{kg} \) e \( r = 0,15 \, \text{m} \). Calculando \( I \): \[ I = \frac{2}{3} \times 6 \times (0,15)^2 \] \[ I = \frac{2}{3} \times 6 \times 0,0225 \] \[ I = \frac{2}{3} \times 0,135 \] \[ I = 0,09 \, \text{kg} \cdot \text{m}^2 \] 2. Velocidade Angular (\( \omega \)): A velocidade angular em radianos por segundo é: \[ \omega = 2 \, \text{rev/s} \times 2\pi \, \text{rad/rev} = 4\pi \, \text{rad/s} \] 3. Energia Cinética (E_k): \[ E_k = \frac{1}{2} I \omega^2 \] \[ E_k = \frac{1}{2} \times 0,09 \times (4\pi)^2 \] \[ E_k = \frac{1}{2} \times 0,09 \times 16\pi^2 \] \[ E_k = 0,045 \times 16\pi^2 \] \[ E_k \approx 0,045 \times 157.91 \] \[ E_k \approx 7,10 \, \text{J} \] Portanto, a alternativa correta é C: 7,10 J.