Explique, com detalhes, por quê quando um patinador de gelo reduz seu raio de rotação a sua velocidade angular aumenta. Dê estimativas de quanto sua rotação pode aumentar.
Explique também os motivos físicos de gatos caírem em pé.

Passo 1

Então, vamos lá! O exercício pede para explicar dois fenômenos físicos: primeiro, por que quando um patinador de gelo diminui o raio da sua rotação, a sua velocidade angular aumenta; e segundo, por que os gatos sempre caem em pé. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre momento angular e como ele se conserva, além de conhecer o reflexo de endireitamento dos gatos.

Passo 2

Primeiro, vamos falar do patinador de gelo. Imagine que você está girando com os braços estendidos e decide puxá-los para dentro. O que acontece? Você gira mais rápido! Isso acontece por causa da conservação do momento angular. O momento angular ($ L $) é dado pela fórmula:
L
Onde:
  • $ I $ é o momento de inércia, que depende de como a massa está distribuída em relação ao eixo de rotação.
  • $ \omega $ é a velocidade angular.
Quando o patinador puxa os braços para perto do corpo, ele reduz o momento de inércia ($ I L = I cdot omega áó L I ã \omega $) precisa aumentar.

Passo 3

Agora, sobre os gatos caírem em pé. Os gatos possuem um reflexo chamado de reflexo de endireitamento, que lhes permite girar o corpo no ar para aterrissar sobre as patas. Esse reflexo envolve a distribuição rápida da massa do corpo e o controle do momento angular.
Quando o gato cai, ele começa a girar a partir da cabeça ou da cauda. Usando seu sistema vestibular (equivalente ao nosso senso de equilíbrio) e controlando as patas e a coluna, o gato ajusta a posição do corpo. Isso muda o momento de inércia e, pela conservação do momento angular, a velocidade angular muda de modo a girar o corpo até que as patas estejam voltadas para baixo, garantindo que ele caia em pé.

Resposta

Resumindo, quando um patinador de gelo reduz o raio da rotação, a velocidade angular aumenta devido à conservação do momento angular, podendo girar várias vezes mais rápido dependendo de quanto o raio é diminuído. Já os gatos conseguem cair em pé graças ao reflexo de endireitamento, que ajusta rapidamente o momento de inércia e a velocidade angular para posicionar as patas corretamente durante a queda.

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