Uma barra delgada de massa e comprimento é mantida na vertical com uma das extremidades apoiada no solo e depois é liberada. A extremidade superior atinge o solo sem que a extremidade de apoio deslize. Utilize que .
Julgue as seguintes assertivas.
A energia mecânica do sistema se conserva durante a queda, pois a força peso é conservativa.
A energia mecânica da barra não se conserva durante a queda, pois como a barra não desliza existe a ação de uma força de atrito diferente de zero.
O módulo do deslocamento vertical do centro de massa da barra entre o instante inicial e o instante em que a barra toca o solo é .
É correto apenas o que se afirma em:
(a)
(b)
(c)
(d) e
(e) e
(f) e
(g) Todas
(h) Nenhuma
Passo 1
A barra está vertical, inicialmente, e depois começa a tombar sem deslizar.
Quais são as forças atuando sobre a barra durante essa queda?
Passo 2
A energia mecânica da barra vai se conservar?
A força peso é uma força conservativa. Ela não retira energia do sistema, apenas transforma energia potencial em energia cinética.
Já as forças normal e de atrito não são forças conservativas. Entretanto, o ponto da barra na qual elas estão aplicadas não se move (sem deslizamento). Por isso, elas não realizam trabalho:
Assim, essas forças, por mais que não sejam conservativas, NÃO retiram energia do sistema.
Então, a resposta é sim! A energia mecânica do sistema se conserva ao longo da queda.
Temos que a afirmativa está correta e a afirmativa está incorreta.
Passo 3
A afirmativa diz que o centro de massa desce uma altura de ao longo da queda.
Dá uma olhada novamente na barra:
O comprimento total da barra é , então o centro de massa com certeza está abaixo dessa altura.
Portanto, a altura que o centro de massa desce é menor que .
A afirmativa está incorreta.
Logo, apenas a afirmativa está correta.
Resposta
Letra (a)