Buscar

calcule o valor da tensão na corda durante a descida do ioiô

Em 1993, para entrar no livro dos recordes, foi construído um ioiô gigante de massa M = 405,7 kg, com raio R = 1,552 m. O ioiô foi largado, a partir do repouso, de um guindaste, de uma altura de 56,33 m. A corda, com uma das suas extremidades presa no topo do guindaste, ia desenrolando enquanto o ioiô ia descendo sem deslizar pela corda. Supondo o eixo do ioiô com um raio de 0,2449 m, calcule o valor da tensão na corda durante a descida do ioiô. Para cálculo do momento de inércia, despreze a massa do eixo e aproxime o ioiô como se ele fosse um disco só com os valores de M e R dados mais acima. Se precisar, consulte uma tabela de momentos de inércia nos livros base da disciplina ou na internet. Despreze a resistência do ar e use g = 9,81 m/s2. Responda em N, usando quatro algarismos significativos.

Respostas

User badge image

Ed Verified user icon

Para calcular o valor da tensão na corda durante a descida do ioiô, podemos utilizar o princípio da conservação da energia mecânica. Inicialmente, a energia potencial gravitacional do ioiô é convertida em energia cinética à medida que ele desce. A energia potencial gravitacional é dada por Ep = m * g * h, onde m é a massa do ioiô, g é a aceleração da gravidade e h é a altura de onde o ioiô é largado. A energia cinética é dada por Ec = (1/2) * I * ω^2, onde I é o momento de inércia do ioiô e ω é a velocidade angular. Como o ioiô desce sem deslizar pela corda, a velocidade angular ω está relacionada à velocidade linear v pela equação v = ω * R, onde R é o raio do ioiô. A tensão na corda é igual à força centrípeta necessária para manter o ioiô em movimento circular. Essa força é dada por T = m * a, onde a é a aceleração centrípeta. A aceleração centrípeta pode ser calculada por a = v^2 / R. A partir dessas informações, podemos montar as equações: Ep = Ec m * g * h = (1/2) * I * ω^2 m * g * h = (1/2) * (m * R^2) * (v^2 / R^2) m * g * h = (1/2) * m * v^2 2 * g * h = v^2 T = m * a T = m * (v^2 / R) T = m * (2 * g * h / R) Substituindo os valores fornecidos: m = 405,7 kg R = 1,552 m h = 56,33 m g = 9,81 m/s^2 Calculando: v^2 = 2 * g * h v^2 = 2 * 9,81 * 56,33 v^2 ≈ 1103,6 v ≈ √1103,6 v ≈ 33,21 m/s T = m * (2 * g * h / R) T = 405,7 * (2 * 9,81 * 56,33 / 1,552) T ≈ 405,7 * 1121,8 T ≈ 455.982,26 N Portanto, o valor da tensão na corda durante a descida do ioiô é aproximadamente 455.982,26 N.

0
Dislike0

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Responda

SetasNegritoItálicoSublinhadoTachadoCitaçãoCódigoLista numeradaLista com marcadoresSubscritoSobrescritoDiminuir recuoAumentar recuoCor da fonteCor de fundoAlinhamentoLimparInserir linkImagemFórmula

Para escrever sua resposta aqui, entre ou crie uma conta

User badge image

Mais conteúdos dessa disciplina