Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 9.1 - Ex. 92
Largadas do repouso da mesma altura, uma casca esférica fina e uma esfera maciça, de mesma massa e mesmo raio , descem rolando um plano inclinado, sem deslizar, da mesma altura vertical (figura 9-64). As duas são lançadas horizontalmente ao abandonarem a rampa. A casca esférica atinge o solo a uma distância horizontal da base da rampa e a esfera maciça atinge o solo a uma distância horizontal da base da rampa. Determine a razão .
Passo 1
Bora lá ver mais esse probleminha. Aqui duas esferas rolam pela rampa, até saírem dela e pularem para fora. Queremos relacionar as distâncias que elas alcançam. Se liga que a única diferença entre os dois objetos é o momento de inércia. Vambora então dar uma olhada no que dá pra fazer!
Passo 2
As distâncias alcançadas são proporcionais às velocidades que tinham quando saem da rampa, porque o tempo de queda é o mesmo.
Passo 3
Conservando a energia do momento em que as esferas saem da rampa até quando estão prestes a tocar o chão (a potencial gravitacional vira cinética):
Todos os momentos de inércia são da forma , e sabemos também que . Daí:
Passo 4
Substituindo essa expressão na equação da razão dos comprimentos: