Força pra não cair o pião

Professor João A.

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Respondeu há 2 meses

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Sim, o fenômeno que você está descrevendo está relacionado a princípios da física, especialmente à conservação do momento angular e ao papel do torque. Vamos explorar conceitualmente o porquê disso acontecer.

Quando o pião gira a alta rotação, possui um momento angular significativo. O momento angular é uma quantidade vetorial que combina a massa, a velocidade angular e a distribuição da massa em torno do eixo de rotação. De acordo com o princípio da conservação do momento angular, um sistema isolado não tem seu momento angular total alterado, a menos que haja um torque externo aplicado.

Quando o pião está girando a alta rotação, possui um momento angular significativo, e esse momento angular tende a ser conservado. À medida que a rotação diminui, é possível observar que o pião se inclina, mas ele não cai imediatamente. Isso ocorre porque o momento angular está sendo conservado, e para compensar a diminuição da velocidade angular, o raio de rotação ao longo do eixo do pião diminui.

O momento angular (L) de um objeto giratório é dado por:

$L=I??,$

onde $I$ é o momento de inércia e $?$ é a velocidade angular.

Quando o raio de rotação diminui, o momento de inércia $I$ diminui. Para conservar o momento angular total, a velocidade angular $?$ aumenta. Isso cria uma força centrípeta que age na direção perpendicular à velocidade angular. Essa força centrípeta é uma componente do torque que age para manter o pião em pé.

O torque (ou momento de força) é dado por:

$?=I??,$

onde $?$ é a aceleração angular. Quando o pião diminui a rotação, a aceleração angular aumenta, proporcionando o torque necessário para manter o pião em pé.

Portanto, a força centrípeta que impede o pião de cair está relacionada à conservação do momento angular e à ação do torque resultante da variação na velocidade angular e no raio de rotação.

Professor Giuseppe S.

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Respondeu há 3 meses

Veja em https://super.abril.com.br/comportamento/piao-se-equilibra-por-causa-da-rotacao/