Enunciado
Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 10.Perguntas Objetivas - Ex. 10
Um torque resultante constante é exercido sobre um corpo. Qual das grandezas seguintes não pode ser constante para o corpo? Escolha todas as alternativas aplicáveis. posição angular velocidade angular aceleração angular momento de inércia energia cinética.
Passo 1
Vem comigo que a gente resolve essa juntos!
Para saber qual das grandezas são ou não constantes por conta da aplicação de torque constante, temos que saber como cada uma delas é definida.
Primeiro vamos usar o fato de que quando temos um torque aplicado a um corpo temos o seguinte:
Então com aplicação do torque, nós temos uma aceleração angular.
A posição angular é dada por:
A velocidade angular é dada por:
O momento de inércia é uma característica de cada corpo e não varia com aplicação de torque ou não, com isso já sabemos que a letra não serve para gente.
A energia cinética é dada por:
Vamos lá então!
Passo 2
Olhando as equações que temos no passo vemos que a posição angular e a velocidade angular variam com o tempo se , então como temos a aplicação do torque constante temos um .
Logo a posição angular e a velocidade angular não podem ser constantes, então a letra e servem para a gente.
Passo 3
Do passo temos que:
Temos o torque constante e sabendo que também é constante, logo a aceleração angular é constante, então o item não serve para gente.
Passo 4
A energia cinética é dada por:
Já sabemos que não é constante, logo a energia cinética não é constante, então o item serve para gente.
Então nossas alternativas são as letras , e .
Resposta
posição angular
velocidade angular
energia cinética.