Explique a condição de não deslizamento.
Passo 1
Beleza, pessoal! O que a gente tem aqui é uma pergunta sobre a “condição de não deslizamento”. Estamos falando de mecânica, mais especificamente de cinemática e dinâmica dos corpos em movimento. Para explicar isso, vamos precisar entender como a rotação e a translação de um objeto estão relacionadas quando ele não escorrega sobre uma superfície.
Passo 2
Primeiro, vamos imaginar um objeto redondo, como uma roda, rolando sobre o chão. Quando dizemos que ele não está deslizando, isso significa que o ponto da roda que está em contato com o chão está momentaneamente parado em relação ao chão. Ou seja, não há movimento relativo entre esse ponto e a superfície.
Passo 3
Agora, para que isso aconteça, precisa haver uma relação específica entre a velocidade linear do centro da roda e sua velocidade angular. Se a roda estiver rolando sem deslizar, a velocidade linear
do centro da massa da roda é igual ao produto da velocidade angular
pela distância do centro até a borda da roda, que é o raio
. A fórmula fica assim:
Passo 4
Essa equação
é a condição de não deslizamento. Ela garante que a roda está girando exatamente na velocidade necessária para que não ocorra deslizamento. Se
for maior ou menor que
, então a roda começará a deslizar sobre a superfície.
Passo 5
Além disso, para que essa condição seja mantida, a força de atrito estático entre a roda e a superfície é importante. Essa força de atrito impede que a roda deslize, ajustando-se para manter
enquanto houver movimento.
Resposta
A condição de não deslizamento ocorre quando a velocidade linear do centro de massa de um objeto é igual ao produto de sua velocidade angular pelo raio, ou seja,
. Isso garante que o objeto role sem escorregar sobre a superfície.