Uma bicicleta apoiada num suporte tem sua roda traseira livre para girar. A corrente da bicicleta exerce uma forga constante de 18 Newtons sobre a catraca traseira de 7 cm de raio. Considere a catraca presa à roda, sendo a roda um aro com
e
e
.
© Quantas voltas ira dar a roda traseira nesses 5,0 segundos ?
© Quantas voltas ira dar a roda traseira nesses 5,0 segundos ?
Passo 1
Beleza, vamos resumir: temos uma bicicleta fixa num suporte, a corrente puxa a catraca traseira com força constante de 18 N. A catraca tem raio
e está presa à roda, que é um aro com momento de inércia
O que a gente precisa de teoria:
- Torque (
- Momento de inércia de um aro fino.
- Relação
- Equação do movimento angular com aceleração constante:
- Converter deslocamento angular
em voltas: .
Passo 2
Calcular o torque (ou momento de força) que a corrente aplica na catraca.
Por definição,
Por definição,
Como
Passo 3
Calcular o momento de inércia
da roda (aro fino):
Passo 4
A aceleração angular
vem de
Isso significa que a velocidade angular da roda cresce cerca de
Passo 5
Agora o deslocamento angular em
s, partindo do repouso, é
Passo 6
Pra saber quantas voltas isso dá, dividimos por
:
Resposta
A roda traseira dará aproximadamente 8,53 voltas em 5,0 segundos.