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O momento de inércia de um objeto em relação a um eixo é uma medida de quão difícil é alterar o estado de rotação desse objeto. Ele é calculado como o produto da massa do objeto pela distância ao quadrado entre o objeto e o eixo de rotação. Neste contexto, quando temos esferas de diferentes massas posicionadas a distâncias variadas de um eixo de rotação, o momento de inércia de cada esfera pode ser comparado para determinar qual delas contribui mais para a resistência à rotação do sistema.

Dadas três esferas com massas e distâncias específicas ao eixo de rotação, use a fórmula do momento de inércia para ordenar as esferas do maior ao menor momento de inércia. As esferas são: esfera A de 36 kg a 1 metro do eixo, esfera B de 9 kg a dois metros do eixo, e esfera C de 4 kg a 3 metros do eixo.
Com relação a este contexto e sobre o conteúdo estudado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:

I. O momento de inércia das esferas A, B e C é igual

PORQUE

II. O momento de inércia da esfera A é 36 kg·m².

A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
A. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.
B. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa da I.
C. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
D. As asserções I e II são falsas.
E. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
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Questões Para o Saber

há 3 semanas

Respostas

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há 3 semanas

Vamos calcular o momento de inércia (I) de cada esfera usando a fórmula: I = m × r² onde m = massa e r = distância ao eixo. Esfera A: m = 36 kg, r = 1 m I_A = 36 × 1² = 36 kg·m² Esfera B: m = 9 kg, r = 2 m I_B = 9 × 2² = 9 × 4 = 36 kg·m² Esfera C: m = 4 kg, r = 3 m I_C = 4 × 3² = 4 × 9 = 36 kg·m² Portanto, o momento de inércia das três esferas é igual (36 kg·m²). Agora, analisando as asserções: I. O momento de inércia das esferas A, B e C é igual — VERDADEIRO II. O momento de inércia da esfera A é 36 kg·m² — VERDADEIRO A asserção II justifica a I, pois mostra o cálculo correto do momento de inércia da esfera A, que é igual ao das outras. Resposta correta: A. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.

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O estudo do centro de massa e do movimento linear é essencial para entender a dinâmica de sistemas que envolvem múltiplas partículas ou corpos. O centro de massa de um sistema é o ponto que se comporta como se toda a massa do sistema estivesse concentrada nele, e é particularmente útil na análise de movimentos quando forças externas são aplicadas ou quando ocorrem colisões internas. Este conceito é crucial não apenas na física básica, mas também em aplicações de engenharia, como na análise de estruturas ou no movimento de veículos.
Considerando as leis de Newton e os princípios de dinâmica, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I.  Quando uma força externa é aplicada a um sistema de partículas, o centro de massa do sistema acelera de acordo com a magnitude e a direção da força.

PORQUE

I.  O movimento linear de um sistema de partículas é governado pela segunda lei de Newton, que afirma que a aceleração do centro de massa é diretamente proporcional à força externa total aplicada ao sistema e inversamente proporcional à massa total do sistema.

A respeito dessas asserções assinale a alternativa correta.
A. As asserções I e II são falsas.
B. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
C. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa da I.
D. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.
E. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.

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