Questão de física- superior

Uma haste de comprimento l = 20 cm e massa M = 200 g está inicialmente em repouso na posição horizontal. A haste pode girar (sem atrito) por uma de suas extremidades que está ligada a um suporte mediante uma dobradiça. Ao largar a extremidade livre a haste gira passando pela posição vertical. Considere como situação inicial a haste na horizontal e situação final como sendo a haste passando pela posição vertical. a) Qual é a velocidade tangencial da extremidade livre na situação final? b) Confira o teorema trabalho (total)- energia (cinética) entre as situações inicial e final. c) Determine os valores dos momentos angulares nas situações inicial e final. (Considere g=10m/s2).

Rômulo M.
Rômulo
perguntou há 2 semanas

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Professor Mateus O.
Respondeu há 2 semanas

E ae Romulo, tudo certo?!

Fisica l é minha diversao! Vou te ajudar nessa, vem comigo!

letra a) :

A velocidade angular da barra na situaçao final é calculada facilmente pela Conservaçao de Energia Mecanica (O trabalho total das forças dissipativas durante o deslocamento da barra é nulo, logo a Energia Mecanica irá se conservar):

E_inicial = E_final

U_grav = E_cinetica

mg(L/2) = Iw2/2

mgL = Iw2

mgL = (mL2/3)* w2

g = w2L/3

w2=3g/L 

w=raiz(3g/L)  (velocidade angular da barra)

 

A velocidade tangencial na extremidade da barra é portanto fornecida por :

v = wR

v=raiz(3g/L) *L

 v=raiz(3gL) 

 

letra b)

  • E_cinetica_inicial = 0
  • E_cinetica_final= Iw2/2 =(mL2/3)*(3g/L)/2 = mLg/2

Logo pelo Teorema Trabalho Energia :

?Energia-cinetica = W_total

E_cinetica_final - E_cinetica_inicial = W_total

mLg/2 - 0 = W_total

W_total = mLg/2

 

letr c)

Momento angular é calculado por :

L = Iw

Logo,

--> Na situaçao inicial o momento angular  nulo , pois a barra parte do repouso

--> Na situaçao final o momento angular vale :

       L= mL2/3* raiz(3g/L)

       L = m*raiz(gL3/3)

 

Voilà, Romulo!!

Espero que tenha compreendido!

Qualquer dúvida, pode me concactar no privado, Romulo!

Forte abraço!

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