Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 73
Uma barra delgada e uniforme tem de comprimento e massa de . Uma pequena esfera de é soldada em uma extremidade da barra, e uma pequena esfera de é soldada na outra extremidade. A barra, girando em torno de um eixo estacionário e sem atrito, localizado no centro, é mantida na horizontal e liberada do repouso. Qual é a velocidade linear da esfera de quando ela passar pelo seu ponto mais baixo?
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente determinar a velocidade linear da esfera de quando ela passar pelo seu ponto mais baixo.
Pra isso, pegaremos a posição inicial com a barra horizontal e a posição final com a barra vertical. A esfera mais pesada ficará na parte inferior e a mais leve na parte superior. Chamaremos a energia potencial gravitacional zero com a barra horizontal, o que torna a energia potencial inicial zero e energia cinética inicial também é zero.
Assim, aplicando o balanço de energia e chamando as esferas de e , teremos:
na posição final já que seu centro de massa não mudou.
Então,
Sabemos também que
Então, vamos usar essas informações para calcular a velocidade pedida.
Passo 2
Para a velocidade das esferas, temos:
E a partir dos valores:
Obtemos:
Valeu, galera! Até a próxima! 😉