Questao 5 AD Fisica 1B 2012 1

Você acessou como RITA DE CASSIA GOMES HENRIQUE DE SOUZA Aluno(a) - UFRJ - FIS - CGR (Sair)
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Questão 5 da AD1
Considere a animação a seguir, que retrata o problema 24 correspondente ao Módulo 3.

(a) (0,5 ponto) Considerando que atuam na esfera apenas o peso da mesma e a tração exercida pelo fio, explique, a partir das forças que atuam na esfera , porque o momento angular em relação a origem se conserva.
Atuam na esfera a tração no fio e o peso. Uma vez que não há movimento na direção vertical, as componentes das força nessa direção se anulam. A resultante das forças é, portanto, na direção radial ao movimento, que é a mesma direção do vetor posição (os vetores tem sentidos opostos). Como os vetores posição e força resultante estão na mesma direção, o torque é nulo e, sendo assim, o momento angular em relação à origem se conserva.
(b) (0,5 ponto) Explique, a partir do torque a que está submetida a esfera, porque o módulo do momento angular em relação ao ponto Q é constante.
Como explicado no item anterior, a resultante das forças atua na direção radial. Sendo assim, o torque em relação ao ponto Q (τQ=r'xF) atua na direção tangencial ao movimento. Analisando a figura, vemos que a direção tangencial ao movimento é perpendicular ao momento angular L'. Uma vez que τQ=dL'/dt, sendo o vetor torque sempre perpendicular ao vetor momento angular, este só pode alterar a sua direção, mantendo seu módulo sempre constante.