Modifique o Exemplo 3.15, de modo que o braço parta do repouso e acelere até sua velocidade final de rotação. O momento de inércia do braço em relação a O é I o . Desprezando o arrasto do ar, encontre d ω / d t e integre para determinar a velocidade angular ω ( t ) , considerando ω = 0 em t = 0 .

Passo 1

Bora lá!

Essa questão referencia o exemplo 3.15, então da uma olhadinha nele la no livro também!

Vamos seguir um caminho até que parecido, comecemos realizando uma análise de momento, observe que será no sentido horário, assim:

∑ M 0 - ∫ r × a r e l a t i v a d m = ∫ r × V d m ˙

Assim,

- T 0 - I 0 d ω d t = ρ Q ( R 2 ω - R V 0 )

Dividindo tudo por I 0 e rearranjando,

d ω d t + ρ Q R 2 I 0 ω = ρ Q R V 0 - T 0 I 0

Passo 2

Beleza, agora falta a gente integrar essa equação diferencial ai, com ω = 0 em t = 0 , assim:

ω = V 0 R - T 0 ρ Q R 2 1 - e - ρ Q R 2 t I 0

Resposta

ω = V 0 R - T 0 ρ Q R 2 1 - e - ρ Q R 2 t I 0

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