Enunciado

O sino tem uma massa de 375   k g , um centro de massa em G , e um raio de giração em torno do ponto D de k D = 0,4   m . O badalo consiste de uma barra delgada fixada à parte de dentro do sino em C . Se uma massa de 8   k g é fixada à extremidade da barra, determine o comprimento l da barra, de maneira que o período natural de vibração do badalo seja o mesmo que o do sino. Para o cálculo, despreze a pequena distância entre C e D e despreze a massa da barra.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Considerando o sentido anti horário positivo, temos:

∑ M O = I O α

m g d sin ⁡ θ = - I O θ ¨

Podemos considerar sin ⁡ θ = θ para pequenos deslocamentos, portanto:

θ ¨ + m g d I O θ = 0

Temos que:

p = m g d I O

Como f = p / 2 π , temos:

f = m g d I O 2 π

Queremos o período que é definido como τ = 1 / f . Logo:

τ = 2 π m g d I O

τ = 2 π I O m g d

Podemos fazer a seguinte relação:

τ = 2 π I O B m g d B = 2 π I O S m g d S

Onde o índice B diz respeito ao badalo e o índice S ao sino.

I O B m g d B = I O S m g d S

8 l 2 8 g l = 375 0,4 2 375 g 0,35

l = 0,457   m

Resposta

l = 0,457   m

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