Um disco horizontal de madeira compensada de massa igual a 7,0 kg e diâmetro de 1,0 m é pivotado em mancais sem atrito em torno de um eixo vertical passando em seu centro. Você monta sobre o disco um modelo circular de trilhos com massa desprezível e diâmetro igual a 0,95 m. Um trem de brinquedo com 1,20 kg movido por uma bateria está em repouso sobre os trilhos. Para demonstrar a conservação do momento angular, você liga o motor do trem. O trem se move no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, atingindo logo uma velocidade constante de 0,600 m/s em relação aos trilhos. Ache o módulo, a direção e o sentido da velocidade angular do disco em relação à Terra.

Inicialmente calculamos o momento angular do trem:

Usando a definição de velocidade angular, descobriremos a velocidade angular relativa:

Sabendo que a velocidade angular total será a angular relativa somado com a velocidade do disco, temos:

Relacionando as equações acima com a definição de momento angular:

Igualando os dois L e isolando ωd:

Agora vamos lá resolver!