O momento angular de um volante com um momento de inércia de em relação ao eixo central diminui de para em . (a) Qual é o módulo do torque médio em relação ao eixo central que age sobre o volante durante esse período? (b) Supondo que uma aceleração angular constante, de que ângulo o volante gira? (c) Qual é o trabalho realizado sobre o volante? (d) Qual é a potência média do volante?
Passo 1
Aprendemos que:
Mas, como nesse item ele pede o torque médio:
Como foi pedido o módulo, a resposta da letra (a) é apenas o valor absoluto do torque médio.
Passo 2
Conhecemos a relação:
E, temos também a equação de torricelli da rotação, se liga:
Como o momento de inércia é uma constante:
Para encontrar o valor de , vamos usar a segunda lei de Newton da rotação:
Agora sabemos todos os valores, exceto :
Passo 3
Assim como o trabalho de uma força lá na translação era dado por:
Aqui é só mudar as letrinhas:
- A força vira o torque
- A distância vira o ângulo percorrido
Passo 4
A potência mantém a sua definição: trabalho realizado por tempo.
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)