Um poste cilindrico, fino e homogêneo de 10 metros de altura é derrubado, a partir da posição vertical. Sua base permanece fixa durante sua queda. Qual a velocidade da ponta do poste quando ele atinge o chão?(Despreze os atritos e dissipações neste caso.)

a) 10   m / s

b) 20 3   m / s

c) 10 2   m / s

d) 20   m / s

e) 10 3   m / s

Dados:

Momento de inércia de uma barra: I C M = M L 2 / 12

Passo 1

Típica questão de conservação de energia em corpos rígidos, não tem segredo, galera! O único cuidado que temos que ter é que temos que calcular tudo para o centro de massa.

Teremos inicialmente o seguinte caso:

Passo 2

Pela conservação da energia mecânica, teremos:

K i + U i = K f + U f

Como no início a barra está parada K i = 0 e como no final a barra está no chão, U f = 0 . Assim, teremos:

U i = K f

Como tudo o que temos que calcular tem que ser calculado pelo centro de massa, teremos:

m g . L 2 = K r o t a ç ã o

m g L 2 = I ω 2 2

m g L = I ω 2

Passo 3

Daí, temos que saber que é esse I aí. Da tabela que ele dá no final da prova, ele nos diz que o momento de inércia no eixo de rotação da barra é dado por:

I e i x o = m L 2 12

Pelo transferindo o eixo para a ponta, ou seja, arrastando L/2, pelo Teorema dos Eixos Paralelos, teremos:

I p o n t a = I e i x o + m d 2

I p o n t a = m L 2 12 + m L 2 4 = m L 2 3

Substituindo lá no Passo 2, vai ficar:

m g L = m L 2 3 ω 2

g L = ω 2 L 2 3

g = ω 2 L 3

Substituindo lá:

10 = 10 3 . ω 2

ω 2 = 3

ω = 3

Passo 4

Como ele quer a velocidade na ponta, é só usar...

v = ω L = 10 . 3

Resposta

Letra E

Exercícios de Livros Relacionados

Uma régua de um metro é mantida verticalmente com uma das extremidades apoiada no solo e depois liberada. Determine a velocidade da outra extremidade pouco antes de tocar o solo, supondo que a extremi
Na figura abaixo, uma barra fina e homogênea (com 4 m de comprimento e uma massa de 3 k g ) gira livremente em torno de um eixo horizontal A que é perpendicular à barra e passa por um ponto situado a
O corpo rígido da figura abaixo é formado por três bolas e três barras de ligação, com M = 1,6 k g , L = 0,6 m e θ = 30 ° . As bolas podem ser tratadas como partículas e as barras têm massa desprezíve
Como estagiário de uma empresa de engenharia, você é solicitado a medir o momento de inércia de uma grande roda, para girar em torno de um eixo que passa pelo seu centro. Você mede o diâmetro da roda,
91 . Na F I G U R AP D 12.91 , uma bola de gude desce rolando um trilho que possui uma parte em loop com raio R . A bolinha possui massa m e raio r . Que altura mínima h deve ter o trilho a fim de que