50. Uma roda de 60   c m de diâmetro rola a 20   m / s . Qual é o valor da velocidade do ponto frontal da borda da roda?

Passo 1

Imagine uma roda girando no asfalto...

Em todos os pontos dessa roda, temos ao mesmo tempo rotação e translação. Para o ponto frontal dessa roda, os vetores de direção das velocidades estão aqui desenhados pra você:

Essas velocidades se combinam formando uma velocidade resultante representado em azul nessa outra figura aqui:

Então a velocidade em azul, será a velocidade resultante que buscamos, pois é a velocidade final do ponto frontal!

A velocidade em vermelho é a velocidade do ponto de centro de massa:

v c m

Enquanto que a velocidade em verde é a velocidade de rotação:

v r o t

Vale a pena lembrar, vale a pena lembrar que em um movimento combinado, v c m = v r o t , como vimos no capítulo!

Passo 2

A velocidade em azul pode ser dada então pela soma vetorial das outras duas...

v = v c m 2 + v r o t 2

Então...

v = 2 v c m 2   →

v = v c m 2  

Se a bola rola a 20   m / s , então...

v c m = 20   m / s

E...

v = 28,28   m / s

Resposta

v = 28,28   m / s

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