Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 9.2 - Ex. 15
Um volante de alta velocidade em um motor está girando a quando subitamente ocorre uma falha no fornecimento de energia. O volante possui massa de e diâmetro de. A energia elétrica fica desligada por e nesse período o volante diminui a velocidade em função do atrito nos seus mancais. Enquanto a energia está desligada, o volante faz completas.
a) Qual é a taxa de rotação do volante quando a energia retorna?
b) Quanto tempo após o início da falta de energia teria levado para o volante parar, caso a energia não tivesse retornado, e quantas revoluções o volante teria feito nesse período?
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente encontrar (a) a taxa de rotação do volante quando a energia retorna e (b) o tempo necessário para o volante parar e o número de revoluções feitos nesse período.
Pra isso, os dados que o problema nos traz são a velocidade angular inicial , o tempo e o deslocamento angular .
A taxa de rotação desse volante será sua velocidade angular final . Então, vamos determina-la através da fórmula:
Basta substituir os valores que o enunciado nos deu. Depois, vamos o tempo necessário para o volante parar por meio da equação:
E o número de revoluções realizadas, substituindo o tempo encontrado na primeira equação para obter o valor do deslocamento total realizado.
Vamos lá!
Passo 2
Substituindo os valores na equação do deslocamento, temos:
E encontramos nossa velocidade final:
Passo 3
Agora vamos usar o resultado da parte para determinar a aceleração :
Assim, temos:
Com a aceleração e supondo que a velocidade final seja e a inicial , podemos encontrar o tempo total através da fórmula:
Assim, isolando :
E substituindo os valores, temos:
Passo 4
Agora que temos o tempo total, podemos por fim determinar o deslocamento angular total:
Substituindo os valores encontrados, temos:
Valeu, galera! Até a próxima! 😉