Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 10.Perguntas Objetivas - Ex. 09
Como mostra a Figura PO10.9, uma corda é enrolada em um carretel cilíndrico montado em um eixo horizontal fixo. Quando o carretel tem maior módulo de aceleração angular? Quando a corda é puxada para baixo com uma força constante de . Quando um corpo de peso é pendurado na corda e solto. As acelerações angulares nas partes e são iguais. É impossível determinar.
Passo 1
Vem comigo que a gente resolve essa juntos!
Para saber quando o carretel tem a maior aceleração angular, vamos avaliar o torque que esse carretel sofre por causa do puxão de e por causa do corpo com peso de .
Temos a seguinte relação entre torque externo e aceleração angular:
Onde é o momento de inercia do carretel (que não muda em nenhuma das situações do enunciado) e a aceleração angular.
Como temos uma corda ideal (por suposição) a força que é aplicada em qualquer ponto dela tanto pelo puxão quanto pelo corpo vai ser a mesma no ponto onde a corda deixa de encostar no carretel.
Então podemos dizer que o torque ocasionado por qualquer força aplicada na corda é dado por:
Onde é a força de tensão aplicada na corda e o raio do carretel.
Passo 2
Juntando as informações que temos que para u força de tensão qualquer:
Sabemos que o raio do carretel não muda e nem seu momento de inércia, então o que vai determinar o valor da aceleração angular é a força de tensão.
Como nos dois casos que temos a força de tensão é igual, as duas terão a mesma aceleração angular.
Logo nossa alternativa é a letra .
Resposta
As acelerações angulares nas partes e são iguais.