Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 25
Quando os foguetes são separados, os astronautas do ônibus espacial tipicamente sentem acelerações de até , em que . Em seu treinamento, eles montam em um dispositivo no qual experimentam tal aceleração como centrípeta. Especificamente, o astronauta fica bem preso na extremidade de um braço mecânico, que então gira a uma velocidade constante em um círculo horizontal. Determine a taxa de rotação, em revoluções por segundo, necessária para fornecer a um astronauta uma aceleração centrípeta de enquanto ele está em movimento circular com raio de .
Passo 1
Então, amigos, lembram a fórmula da aceleração centrípeta??
Onde é a velocidade linear do corpo.
Aqui a gente tem o raio e a centrípeta de .
Com isso, vamos calcular :
Passo 2
Só que nos foi solicitada a velocidade angular, em revoluções ou rotações por segundo!
Mas isso é tranquilo de achar. Você já deve ter visto a formulinha que correlaciona as velocidades linear e angular nesse capítulo antes, né? Essa daqui:
Vamos aplicar os dados que temos e determinar :
Ok, mas a unidade ainda não é a que a gente quer!
Pra passar rad/s pra rps é tranquilo! Basta lembrar que equivalem a 1 rotação inteira de circunferência. Vamos fazer assim: multiplicamos e dividimos por , ficando assim:
Assim a gente não alterou o vaor numérico pra velocidade angular, certo?
Vamos trocar o do numerador por e o debaixo a gente executa a divisão, tudo bem? Vamos ter o seguinte:
E chegamos à resposta em , rotações por segundo!