Considere uma bicicleta em movimento com velocidade linear para a direita.
(b) Considere que a pessoa se desloque sem pedalar, ou seja sem que haja um torque propulsor, numa superfície plana, e que num pequeno espaço de tempo podemos desconsiderar atrito nos mancais da roda. Neste caso a velocidade angular é constante, e a bicicleta permanece na vertical. O que acontece com o momento angular nesse caso?
(b) Considere que a pessoa se desloque sem pedalar, ou seja sem que haja um torque propulsor, numa superfície plana, e que num pequeno espaço de tempo podemos desconsiderar atrito nos mancais da roda. Neste caso a velocidade angular é constante, e a bicicleta permanece na vertical. O que acontece com o momento angular nesse caso?
Passo 1
Beleza! O enunciado diz que temos uma bicicleta andando para a direita, mas quem tá pedalando resolveu dar um descanso: não há torque propulsor e a gente ainda despreza o atrito nos mancais. Resultado: a velocidade angular das rodas fica constante e a bicicleta não cai.
Conteúdo: momento angular e torque (ou momento de força).
O que vamos usar: a relação básica
e o fato de que, se o torque resultante é zero, o momento angular se conserva.
Conteúdo: momento angular e torque (ou momento de força).
O que vamos usar: a relação básica
e o fato de que, se o torque resultante é zero, o momento angular se conserva.
Passo 2
Primeiro, lembra da definição de torque resultante:
.
No nosso caso, a gente despreza todo atrito e não há pedal dando torque. Então cada força externa que ia girar a roda em torno do eixo é zero. Logo
.
No nosso caso, a gente despreza todo atrito e não há pedal dando torque. Então cada força externa que ia girar a roda em torno do eixo é zero. Logo
Passo 3
Agora aplicamos a lei de Newton para rotação:
.
Como , daí
E, como (momento de inércia vezes velocidade angular), manter
constante já garante que
não muda.
Como
E, como
Resposta
O momento angular da bicicleta (e das suas rodas) permanece constante.