Tipler – Volume 1 – 6ª Ed. - Capítulo 9 – Seção 1 – Questão 60
(Capítulo 9.1 – Exercício 60) Uma roda de amolar está inicialmente em repouso. Um torque externo constante de é aplicado sobre a roda durante , imprimindo à pedra uma rapidez angular de . O torque externo é então retirado, e a roda atinge o repouso depois. Determine (a) o momento de inércia da roda e (b) o torque causado pelo atrito, suposto constante.
Passo 1
Oieeee galera! Tudo certinho? Vamos lá
Aqui, uma roda de amolar é acelerada sob a força de um torque externo. Depois, esse torque para de atuar, de modo que a roda para sob a força do atrito.
Durante o processo de acelerar, existem o torque externo e o torque da força de atrito atuando, em sentidos contrários. Vamos usar a segunda lei de Newton, que diz: .
Durante a frenagem, só existe torque da força de atrito.
Então vamos lá aplicar as fórmulas no que o exercício pede!
Passo 2
a) Somando as equações do passo 1, vamos obter:
Mas a gente sabe que , então:
No movimento de acelerar, a roda parte do repouso e acelera até rodar a 600 rev/min. Na frenagem, ele volta de 600 rev/min até parar.
Substituindo:
Passo 3
Passo 4
b) Agora vamos calcular o torque
Voltando lá na equação do torque para a frenagem:
O sinal de menos aparece porque o atrito vai contra o movimento da roda.
E é isso galeraaa