Física

Física Geral 2 Quando um corpo rola, ele tem energia de translação e de rotação. A energia cinética total será a soma dessas duas. Exemplo: um cilindro de raio 10 cm e massa 10 kg rola numa superfície horizontal com velocidade 5 m/s. Determine sua energia cinética total. Solução: Temos neste caso translação e rotação, temos que a calcular as duas e somar. Erot= 12 . I 2 Etrans= 12 . m v2 A velocidade angular está relacionada com a velocidade de translação v pela equação: v = r. = vr = 50,1 =50 rad/s O momento de inércia do cilindro é dado por: I= 12 . m r2 I= 12 . 10 x 0,12 I=0,05 kg x m2 Erot= 12 . 0,05 x 502 Erot=62,5 J Etrans= 12 . 10 x 52 Etrans=125 J Etotal = 187,5 J Exercícios 1) Determine o momento de inércia de um anel de massa 2,0 kg e raio 20 cm. 2) Determine o momento de inércia de um disco de raio 30 cm e massa 1 kg 3) Determine o momento de inércia de uma esfera de raio 50 cm e massa 500 kg 4) Determine a energia cinética de rotação da esfera do exercício 3 quando gira a uma frequência de 1800 rpm

5) Que torque deve ser aplicado na esfera do exercício 4 para pará-la em 1 minuto?

6) Uma haste delgada de massa 0,5 kg comprimento 1,0 m é posta a girar em torno de um eixo que passa pelo seu centro e perpendicular à haste. Ela é acelerada a partir do repouso e atinge velocidade angular 200 rad/s em 10 segund/os. Determine: (a) o momento de inércia da haste.
(b) a aceleração angular da haste
(c) o torque exercido sobre a haste para que atinja esta aceleração
(d) A energia cinética de rotação quando atingir a velocidade angular de 200 rad/s

7) Um automóvel de massa 1200 kg se desloca com velocidade constante 20 m/s. sabendo que suas rodas têm raio 30 cm e momento de inércia 0,5 kg x m determine: