Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 9.3 - Ex. 23
Uma roda com diâmetro de parte do repouso e gira com aceleração angular constante de . No instante em que a roda realiza a sua segunda revolução, calcule a aceleração radial de um ponto da borda, de duas formas:
a) usando a relação e
b) a partir da relação .
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente determinar a aceleração radial de um ponto da borda, usando as duas formas da aceleração radial:
Onde é velocidade angular, é o raio da roda e a sua velocidade linear. Nós sabemos que a roda gira com aceleração angular e que tem raio .
Então, só nos falta calcular a velocidade angular . Pra isso, vamos usar a equação:
Como a roda parte do repouso, temos que sua velocidade angular inicial é zero, ou seja,
Como o problema pede o instante da segunda revolução, temos que a variação angular será
Então, basta substituir tudo na fórmula da velocidade. Depois, encontramos a aceleração radial pelos dois caminhos pedidos.
Vamos lá!
Passo 2
Substituindo os valores na fórmula da velocidade angular, temos:
a) Agora podemos calcular a aceleração! Para isso vamos usar a seguinte relação:
Substituindo na equação (não esquecendo de passar o raio para metros), temos:
Passo 3
b) Agora vamos calcular a mesma coisa, mas por outro caminho. Começando pela velocidade linear;
Logo, a aceleração radial será:
Os valores da aceleração são iguais, como era de se esperar.
Valeu, galera! Até a próxima! 😉