Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 10.2 - Ex. 7
O volante de certa máquina possui momento de inércia igual a em torno do seu eixo de rotação. Qual é o torque constante necessário para que, partindo do repouso, sua velocidade angular atinja o valor de 400 rev/min em 8,0s?
Passo 1
Belezoca de motoca galerinha, o enunciado começa nos dando o momento de inercia do volante em torno do seu eixo de rotação, definido como:
Ele continua nos dizendo que o volante alcança uma velocidade em um tempo . E passando essa velocidade angular para , teremos que:
Sabendo disso, o enunciado quer saber da gente, qual o torque necessário para fazer com que o volante alcance essa velocidade angular.
Mas calma lá jovem mancebo, porque se a gente olhar na equação geral do torque, teremos a expressão:
Isto é, o torque resultante , é resultado do produto entre o momento de inércia do corpo e sua aceleração angular . Então como temos a velocidade angular final/inicial, e o tempo que foi gasto até atingir essa velocidade, podemos usar a equação:
Para descobrir a aceleração angular média, no intervalo .
Então bora lá ver como que fica essa brincadeira ai.
Passo 2
Aplicando a equação para aceleração angular média:
Temos:
Então se a gente pegar a equação do torque:
E substituir as informações que descobrimos, teremos que: