Física II – Avaliação – Módulo 2 - Prof. Humberto – 30/10/2008 (Rotações e Torque)

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• Deixe claro o raciocínio utilizado para responder cada exercício, e também a resposta final.

• Explicite os diagramas envolvidos, os vetores, e os passos da solução dos problemas. Não serão aceitas respostas que não contemplem estes itens.

Problema 1 (2 pontos)

O corpo na figura ao lado tem um pivô em O. Três forças

atuam sobre ele: FA = 10N no ponto A, a 8,0 m de O, FB = 16

N em B, a 4,0 m de O; e FC = 19 N em C, a 3,0 m de O. Qual é

o torque resultante em torno de O ?

Problema 2 (3 pontos)

(a) Deduza por integração direta o momento de inércia de uma

haste fina de comprimento L e massa M em torno de seu centro de massa.

(b) Calcule, usando o resultado do item a e outras relações conhecidas, o

momento de inércia do T mostrado na figura ao lado em relação a um eixo

perpendicular ao plano da página, que passa pelo ponto o.

Dados do item b: a = 3,0 m; massa total do T = 75 Kg.

Problema 3 (3 pontos)

Dois discos metálicos, um com raio R1 = 2,50 cm e massa M1 = 0,80 Kg e

outro com raio R2 = 5,00 cm e massa M2 = 1,60 kg, são soldados juntos e

montados em um eixo sem atrito passando pelo centro comum. (a) Um fio fino

é enrolado na periferia do disco menor e um bloco de 1,50 kg é suspenso pela

extremidade livre do fio. Se o bloco é solto do repouso a uma distância de 2,00

m acima do solo, qual é a velocidade quando ele atinge o solo ? (b) Repita o

cálculo da parte (a) considerando agora o fio enrolado na periferia do disco

maior, e comente o resultado obtido em b em comparação com o resultado de a.

Problema 4 (2 pontos)

Um disco uniforme de massa 10m e raio 3,0r pode girar livremente em plano horizontal em torno de

um eixo vertical fixo, que passa pelo seu centro, como um carrossel. Um disco uniforme menor, de

massa m e raio r repousa inicialmente em cima do disco maior, concêntrico com ele. Inicialmente os

dois discos giram juntos com uma velocidade angular de 20 rad/s. Depois uma leve perturbação faz

com que o disco menor deslize para fora atravessando o disco maior, ate que a borda de fora do disco

menor pegue na borda do disco maior. Depois disso os dois discos giram novamente juntos, sem

deslizar mais. (a) Qual será então a velocidade angular do conjunto em torno do centro do disco maior

? (b) Qual será a razão entre a nova energia cinética e a energia cinética inicial do sistema ? Comente

sua resposta.

Dados: momento de inércia de um disco = (1/2) mr2

Boa Prova!

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