Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 10.1 - Ex. 8
Você está de pé sobre a borda de uma plataforma giratória de mancais sem atrito que está, inicialmente, em rotação e agarra uma bola que se move no mesmo sentido que você, mas mais rapidamente, em uma direção tangente à borda da plataforma. Suponha que você não se desloca em relação à plataforma. (a) Durante a pegada, a rapidez angular da plataforma aumenta, diminui ou permanece igual? (b) Durante a pegada, a magnitude do seu momento angular (em relação ao eixo de rotação da plataforma) aumenta, diminui ou permanece a mesma? (c) Após a pegada, como variou a quantidade de movimento angular da bola (em relação ao eixo de rotação da plataforma)? (d) Após a pegada, como variou a quantidade de movimento angular total do sistema você-plataforma-bola (em relação ao eixo de rotação da plataforma)?
Passo 1
(a) Quando você agarra a bola, você exerce uma força para fazê-la parar, e consequentemente ela exerce uma força sobre você.
Como a velocidade dela está na mesma direção em que você está se movendo, essa força produzirá um torque que vai aumentar a rapidez angular da plataforma.
Passo 2
(b) Antes de você agarrá-la, a bola já tem um momento angular em relação ao eixo de rotação da plataforma.
Pela conservação de momento angular, agarrar a bola fará com que a magnitude do seu momento angular em relação ao eixo aumente.
Passo 3
(c) Quando você pega a bola, a rapidez dela será reduzida, portanto a magnitude do momento angular dela em relação ao eixo de rotação da plataforma também será reduzida.
Passo 4
(d) Quando olhamos para o sistema completo, formado por você, a bola e a plataforma, percebemos que não existe nenhum torque externo agindo sobre o sistema.
Isso quer dizer que o momento angular total deve permanecer constante.
Resposta
(a) Aumenta.
(b) Aumenta.
(c) Diminui.
(d) Permanece igual.