UFRJ – Física 1 2020.2 – P2 – Questão 6
Um carrossel de raio e momento de inércia em relação ao centro, gira sem atrito em torno do eixo central completando uma rotação cada . Uma criança de massa que inicialmente está de pé no centro do carrossel, se desloca até a borda. Qual a velocidade angular final do carrossel em ?
Escolha uma:
Passo 1
Fala galera, tudo bem? Essa questão parece complicada, mas vou ajudar você!
A idéia aqui é usar a conservação de momento angular. Pela lei de conservação temos:
Beleza até aqui?
Passo 2
A velocidade angular inicial é:
E o momento de inércia é apenas do carrossel . No fim temos que o momento de inércia é maior pois é a soma do momento do carrossel mais da criança. O momento de inércia da criança é:
E o momento de inércia total quando a criança está na borda do carrossel é:
Passo 3
Sabendo dos momentos de inércia e da velocidade angular inicial, podemos calcular a velocidade angular final:
Analisando as alternativas, a correta é a (d).