Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 15.4 - Ex. 53
Na vista superior da Fig. 15-46, uma barra longa e uniforme de massa está livre para girar em um plano horizontal em torno de um eixo vertical que passa pelo centro. Uma mola de contante elástica é ligada horizontalmente entre uma das extremidades da barra e uma parede fixa. Quando a barra está em equilíbrio, fica paralela à parede. Qual é o período das pequenas oscilações que acontecem quando a barra é girada ligeiramente e depois liberada?
Passo 1
Pra calcular o período de oscilação do sistema, a gente só precisa substituir na equação abaixo
onde é a constante elástica de rotação do sistema, e respeita a equação de proporcionalidade abaixo
onde é o torque. O momento de inércia de uma barra com relação ao seu CG é tabelado já e portanto tranquilo de calcular. Agora, pra achar , a gente pode aplicar a equação acima, considerando um pequeno deslocamento de
Sabendo que o momento de inércia de uma barra com relação ao seu CG é
a equação do período fica
Com e , obtemos