Questão 5. A Figura 5 mostra a vista de topo da roda de um giroscópio cilíndrico. O pivô está no ponto O, e a massa do eixo é desprezível. (a) Vista de cima para baixo, a precessão ocorre no semtido horário ou anti-borário?

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Estamos lidando com um giroscópio cilíndrico, que é basicamente uma roda girando sobre um eixo. A pergunta quer saber em qual direção ocorre a precessão quando vemos o giroscópio de cima: no sentido horário ou anti-horário. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de momento angular e torque.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o momento angular. Quando a roda do giroscópio gira, ela possui um momento angular, que é uma quantidade vetorial que depende da velocidade de rotação e da massa da roda. A direção do momento angular é perpendicular ao plano de rotação, seguindo a regra da mão direita.

Passo 3

Agora, vamos considerar o torque. O torque é o efeito de uma força que tenta fazer com que o objeto gire. No caso do giroscópio, a força da gravidade está agindo no eixo, criando um torque que tenta fazer o eixo cair.

Passo 4

A precessão ocorre porque o torque aplicado não faz a roda parar de girar, mas sim mudar a direção do momento angular. A direção da precessão pode ser determinada usando a regra da mão direita: o torque aplicado faz com que o momento angular gire na direção do torque.

Passo 5

Vamos aplicar isso ao nosso giroscópio. Se a roda está girando no sentido horário quando vista de cima, o momento angular está apontando para baixo. O torque causado pela gravidade tenta fazer o eixo cair, o que implica que a precessão ocorrerá na direção oposta ao sentido de rotação inicial para compensar.

Resposta

Portanto, visto de cima, a precessão ocorre no sentido anti-horário.

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(a) Vista do topo
(b) Diagrama
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