Enunciado
Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 10.Perguntas Objetivas - Ex. 4
Considere um corpo em um disco giratório a uma distância de seu centro, mantido em seu lugar no disco pelo atrito estático. Qual das seguintes afirmações não é verdadeira para este corpo? Se a velocidade angular é constante, o corpo deve ter uma velocidade tangencial constante. Se a velocidade angular é constante, o corpo não é acelerado. O corpo tem uma aceleração tangencial somente se o disco tiver uma aceleração angular. Se o disco tem uma aceleração angular, o corpo tem tanto aceleração centrípeta quanto tangencial. O corpo sempre tem uma aceleração centrípeta, exceto quando a velocidade angular é zero.
Passo 1
Vem comigo que a gente detona com essa questão juntos!
Para encontrar a afirmação falsa vamos precisar de algumas equações do movimento rotacional uniformemente variado, são as equações , e do livro:
Onde é a aceleração centrípeta, a aceleração tangencial , a velocidade tangencial, a velocidade angular e a aceleração angular.
Com essas equações podemos avaliar cada afirmação e ver quais são verdadeiras e qual é a falsa.
Vem comigo!
Passo 2
Vamos começar com afirmação .
A velocidade tangencial é dada por:
Então se não varia no tempo, também não vai variar com o tempo, então essa afirmação é verdadeira.
Passo 3
Vamos para afirmação .
A única aceleração que depende de é a aceleração e como a velocidade angular é constante temos , então , mas a aceleração centrípeta não depende de e é dada por:
Então como ainda temos diferente de zero é diferente de zero, logo ainda temos um corpo acelerado.
Então afirmação é falsa, mas vamos conferir as outras antes de escolher essa.
Passo 4
Vamos para afirmação .
A aceleração tangencial é dada por:
Então se não tivermos aceleração angular teremos , logo a afirmação é verdadeira.
Passo 5
Vamos para afirmação .
Nós já vimos a aceleração centrípeta não depende de , então ela vai existir independente de , e como vimos também, a aceleração depende de logo teremos as das acelerações se tivermos aceleração angular.
Logo a afirmação é verdadeira.
Passo 6
Vamos para afirmação .
Já vimos que a aceleração centrípeta é dada por:
Então essa aceleração só é zero se , logo essa afirmação é verdadeira.
Então a afirmação falsa é a letra .
Resposta
Se a velocidade angular é constante, o corpo não é acelerado.