Uma força horizontal constante é aplicada ao centro do disco circular uniforme de massa por meio do garfo leve como mostrado. O disco parte do repouso e rola por segundos sem deslizar sobre a superfície horizontal. Determine a velocidade do centro em termos de .
Passo 1
Considerando que o eixo está ordenado no sentido do movimento e que momentos no sentido antihorário são positivos, temos
Pela Segunda Lei de Newton, o somatório das forças externas sobre um corpo é igual a sua taxa de variação da quantidade de movimento linear:
Mas , logo,
Na direção do movimento,
De onde tiramos que
Passo 2
Para a quantidade de movimento angular, temos
Neste problema ficamos com
De onde tiramos que
Passo 3
Igualando as duas expressões obtidas para , achamos
Isolando , obtemos