Lista

Universidade de Brasília Instituto de Física Primeira Lista de Exercícios de Física II Torque e Momento Angular vcm = g.h = (9, 8m/s2 )(0, 75m) = 2, 7m/s

Questão 1
Um automóvel que se move a 80km/h possui pneus com 75, 0cm de diâmetro. (a) Qual é a velocidade angular dos pneus em Na expressão acima, o termo rotacional da energia cinética não está relação aos respectivos eixos? (b) Se o carro é freado com incluído porque o centro de massa não rotaciona. aceleração constante e as rodas descrevem 30 voltas completas (sem deslizamento), qual é o módulo da aceleração angular das (b) 2, 7m/s vcm rodas? (c) Que distância o carro percorre durante a frenagem? ω= = = 33, 8rad/s
R 0, 08m Solução A velocidade do carro é v = 80,0km/h = 22, 2m/s; o raio do pneu é 3,6 R = 0,750 = 0, 375m. (a) A velocidade do carro é a velocidade do 2 v centro de massa do pneu, portando: ωo = R = 22,2m/s = 59, 3rad/s. 0,375m (b) 30 voltas complestas correspondem a θ = (30, 0)(2.π) = 188rad, 2 2 2 e ωf = 0, tem-se que: ωf = ωo + 2.α.θ → |α| = (59,3rad/s) = 2(188rad) 9, 31rad/s2 . (c) ∆S = R.θ = (0, 375m)(188rad) = 70, 5m.

Questão 4

Uma barra fina uniforme com 0, 500m de comprimento e massa 4, 00kg pode girar em um plano horizontal em torno de um eixo vertical passando pelo centro. A barra está em repouso quando uma bala de 3, 0g é disparada, no plano de rotação, em direção a uma de suas extremidades. Vista de cima, a trajetória da bala faz um ângulo θ = 60, 0o com a haste (ver figura abaixo). Questão 2 Se a bala se aloja na barra e a velocidade angular da barra é Qual fração da energia cinética total é rotacional para os se10rad/s imediatamente após a colisão, qual é a velocidade da guintes objetos que rolam sem deslizar sobre uma superfície bala imediatamente antes do impacto? horizontal? (a) Um cilindro maciço e uniforme; (b) uma esfera uniforme; (c) uma esfera oca de paredes finas; (d) um cilindro oco com raio externo R e raio interno R/2.
Solução
cm A partir da equação K = + cm ,