Física 1 UFRJ 3ºEE 2019.1
Um bloco e um cilindro são lançados, de mesma massa M, com a mesma velocidade escalar v, ao longo de planos que tem a mesma inclinação (diferente de zero), em relação à horizontal. No plano onde está o bloco não há atrito e no plano onde se encontra o cilindro há atrito suficiente para que ele role sem deslizar. Sabendo que o momento de inércia do cilindro relativo ao eixo perpendicular a ele que passa pelo seu centro de massa é. A relação entre a altura máxima que o bloco atinge Hb e a altura máxima que o cilindro atinge HC nos respectivos planos é dada por:
a) , pois tanto a energia mecânica do bloco como a do cilindro se conserva.
b) Hb = Hc, pois tanto a energia cinética do bloco como a do cilindro se conserva.
c) Hb = Hc, pois tanto a energia mecânica do bloco como a do cilindro se conserva.
d) , pois o bloco desliza sem atrito.
e) , pois o momento angular do cilindro se conserva.
f) Não há como afirmar tal relação sem conhecermos o ângulo θ que os planos fazem com a horizontal.
g) , pois tanto a energia mecânica do bloco como a do cilindro se conserva.
Passo 1
Bora pra mais uma? Bom, aqui a gente pode usar a conservação de Energia pra descobrirmos a relação entre as alturas. No caso do cilíndro, temos um rolamento sem delizamento (com Energia Cinética de rotação e de translação), então a conservação de Energia será dada por:
Como sabemos pela relação de grandezas lineares com angulares: , então:
Descobrimos a altura do cilíndro! Agora vamos pra altura do bloquinho. Nesse caso, não teremos a Energia Cinética de Rotação, então:
Analisando as expressões que chegamos, temos que , o que nos dá a resposta da letra a! Prontoo!
Resposta
a) , pois tanto a energia mecânica do bloco como a do cilindro se conserva.