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.
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:
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
\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.