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Enunciado

Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 75

Atira-se uma bala de argila grudenta com massa m e velocidade   v → i contra um cilindro sólido de massa M e raio   R (Fig. P10.75). O cilindro está inicialmente em repouso, montado sobre um eixo horizontal fixo que passa por seu centro de massa. A linha de movimento da bala é perpendicular ao eixo e está a uma distância d   <   R do centro.

  1. Encontre a velocidade angular do sistema após a argila atingir e grudar na superfície do cilindro.
  2. A energia mecânica do sistema barro-cilindro é constante neste processo? Explique sua resposta.
  3. O momento do sistema barro-cilindro é constante neste processo? Explique sua resposta.

Passo 1

E aiii gente, tudo bem com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Letra a:

Considere o sistema consistindo na bala de argila e no cilindro. Nenhuma força externa agindo sobre esse sistema tem um torque no centro do cilindro. Por isso, o momento angular do sistema é conservado em torno do eixo do cilindro.

L f = L i :

I ω = m v i d

1 2 M R 2 + m R 2 ω = m v i d

ω = 2 m v i d M + 2 m R 2

Passo 2

Letra b:

Não. Alguma energia mecânica do sistema (a energia cinética da argila) se transforma em energia interna.

Passo 3

Letra c:

O momento linear do sistema não é constante. O eixo exerce uma força para trás no cilindro quando a argila atinge.

Resposta

  1. ω = 2 m v i d M + 2 m R 2
  2. Não. Alguma energia mecânica do sistema (a energia cinética da argila) se transforma em energia interna.
  3. O momento linear do sistema não é constante. O eixo exerce uma força para trás no cilindro quando a argila atinge.
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