Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 11.Problemas Adicionais - Ex. 91
Com eixo e raios de massa desprezível e um aro fino, uma certa roda de bicicleta tem raio de e pesa e pode girar em torno do eixo com atrito desprezível. Um homem segura a roda acima da cabeça com uma das mãos, com o eixo na posição vertical, enquanto está sentado e um banco que pode girar sem atrito; a roda gira no sentido horário, com uma velocidade angular de , e o banco está inicialmente em repouso. O momento de inércia do sistema em relação ao eixo de rotação comum é 2,10kg.m². O homem usa a mão livre para interromper bruscamente a rotação da roda (em relação ao banco). Determine
a velocidade angular resultante e
o sentido de rotação do sistema.
Passo 1
Olá pessoal, tudo bem? Vamos praticar um pouco o cálculo do momento angular?
Vamos usar a conservação de momento angular. Antes de o homem parar o giro da roda com a mão, tínhamos a contribuição da roda para o momento angular. Após a interrupção, o sistema passa a ter momento de inércia e velocidade angular menor.
Passo 2
Sabendo que o momento de inércia da roda é , então pela conservação de temos:
Como é dado o peso da roda e não sua massa, temos:
Substituindo da expressão da conservação temos:
E o sentido? No mesmo sentido da velocidade da roda, sentido horário.