Considere sempre
Uma régua de um metro é mantida verticalmente com uma das extremidades apoiada no solo e depois liberada.
Neste exercício a energia é conservada, mas o momento angular não é conservado. Explique por que o momento angular não é conservado.
Uma régua de um metro é mantida verticalmente com uma das extremidades apoiada no solo e depois liberada.
Neste exercício a energia é conservada, mas o momento angular não é conservado. Explique por que o momento angular não é conservado.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem uma régua de um metro que está vertical, com uma das pontas no chão, e depois é solta. A questão diz que a energia é conservada, mas o momento angular não é. Vamos explorar o que isso significa e por que o momento angular não é conservado nesse caso. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre conservação de energia e conservação de momento angular, além de analisar as forças envolvidas no movimento da régua.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é conservação de energia. Em sistemas onde não há perda de energia para o ambiente (como atrito ou resistência do ar), a energia total se mantém constante. No caso da régua, quando ela é solta, a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética à medida que ela cai, mas a energia total permanece a mesma.
Passo 3
Agora, sobre o momento angular. O momento angular de um objeto depende de como sua massa está distribuída em relação a um ponto de rotação e da velocidade com que ele gira. A conservação do momento angular ocorre quando não há torque externo agindo sobre o sistema. Torque é como se fosse uma força que tenta fazer o objeto girar.
Passo 4
No caso da régua sendo solta, além da força da gravidade que age no centro de massa da régua, há também uma força de reação do chão na ponta que está apoiada. Essa força do chão gera um torque externo sobre a régua. Como há esse torque externo, o momento angular da régua não é conservado. Mesmo que a energia seja conservada, a presença desse torque impede a conservação do momento angular.
Resposta
O momento angular da régua não é conservado porque a força de reação do chão gera um torque externo quando a régua é liberada, impedindo a conservação do momento angular, embora a energia total do sistema seja mantida.
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