Um DJ, ao preparar seu equipamento, esquece uma caixa de fósforos sobre o disco de vinil, em um toca-discos desligado. A caixa se encontra a 10 cm do centro do disco. Quando o toca-discos é ligado, no instante t = 0, ele passa a girar com aceleração angular constante α = 1,1 rad/, até que o disco atinja a frequência final f = 33 rpm que permanece constante. O coeficiente de atrito estático entre a caixa de fósforos e o disco é μe = 0,09. Determine:a) a velocidade angular final do disco, , em rad/sb) o instante em que o disco atinge a velocidade angular c) a velocidade angular do disco no instante em que a caixa de fósforos passa a se deslocar em relação ao mesmoNote e adote:Aceleração da gravidade local g =10 m/s2.π = 3
Passo 1
Simboraa? Como a questão nos deu a frequência final, podemos usar, como gente já viu antes, essa formulinha pra encontrar a velocidade angular final:
= 2лf
Mas como nossa frequência tá em rpm, devemos dividir por 60 pra encontrarmos em Hz, porque a resposta se pede em rad/s. Show!
= 2лf = 2 . 3 . 33/60 rad/s= 3,3 rad/s
Prontoo! A primeira parte já foi.
Passo 2
Como a questão nos disse que a aceleração angular é constante, então podemos usar nossa função horária da velocidade no Movimento Circular Acelerado, então:
ω = ω₀ + α.t3,3 = 0 + 1,1.
Passo 3
Essa é mais complicadinha, né? Mas bora lá! Vamo pensar na lógica, se você colocar uma caixinha em cima de algo que ta girando cada vez mais rápido, essa caixinha tende a cair, ou seja, terá uma força atuando nela apontando pra fora do círculo, que, no nosso caso, é a força de atrito! E como temos a força centrípeta apontando pro meio do círculo, temos pelo equilíbrio de forças que:
Como não temos nenhuma força atuando no sentido da força peso além da normal, temos que:
Prontinho! Então vamos substituir isso lá em cima:
Conseguimos!
Resposta
a)= 3,3 rad/s
b)
c)