Um disco uniforme, de massa e raio , pode girar livremente em torno de um eixo fixo horizontal que passa pelo seu centro de massa perpendicularmente ao seu plano. Uma pequena partícula de massa é presa à borda do disco no topo, diretamente acima do pivô. O sistema é levemente desesquilibrado e o disco começa a girar. Quando a partícula passa pelo seu ponto mais baixo, (a) qual é a rapidez angular do disco e (b) qual é a força exercida pelo disco sobre a partícula?
Passo 1
À primeira vista essa situação é bem esquisita. Eu demorei bastante pra entender como era pra ser o desenho. O disco vai rodar ao redor do eixo que passa pelo seu centro, e a bolinha menor fica pendurada nele!
Aaaah, agora entendi, agora eu saquei!!!
Passo 2
- Conservando energia do ponto mais alto até o ponto mais baixo:
- A força centrípeta é igual à resultante das forças no ponto mais baixo: