UFSC, Sem Campus, Física 2, Listas de Física 1 - Profº Eduardo Duzzioni - Lista de Exercícios 1, Questão 19a.
19) Uma roda de , essencialmente um aro fino com de raio, está girando a . Ela precisa ser parada em . (a) Qual é o trabalho necessário para fazê-la parar?
Passo 1
Iae, meus queridos! Está com dificuldades nessa questão? Não se preocupe! Estamos aqui para ajudar 😉
Nesse problema temos uma roda de massa e raio que gira a e nosso objetivo é parar ela em um intervalo .
Nessa situação, queremos saber qual é a energia necessária para pararmos a roda nesse intervalo? 🤔
Aqui podemos aplicar a lei da conservação de energia. A lei da conservação de energia é uma das leis fundamentais da física que estabelece que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma para outra.
Em outras palavras, a quantidade total de energia em um sistema isolado permanece constante ao longo do tempo.
Portanto a energia contida no sistema quando a roda gira será a mesma energia usada para parar a roda.
Sacou? Bora começar! 😁
Passo 2
Inicialmente temos apenas a energia de rotação da roda, ou seja
Assim, temos que obter o momento de inércia da roda que pelas características dadas no enunciado, essa roda é um aro fino, então o momento de inércia desse objeto é dado por
Substituindo em
Antes de substituirmos os valores, temos que converter a velocidade angular de para
Se e , então
Agora sim substituindo os valores em
E pela lei da conservação de energia, toda a energia de rotação foi usada para parar a roda, portanto
É isso, espero ter ajudado! Entendeu tudo? Responde Aí! 😎👍
