Explique com suas palavras o que significa:
a) Um objeto girar em torno de um eixo fixo
b) Como o raio influencia na velocidade linear de um ponto do objeto
a) Um objeto girar em torno de um eixo fixo
b) Como o raio influencia na velocidade linear de um ponto do objeto
Passo 1
O enunciado pede para explicar, de forma conceitual, dois pontos ligados à cinemática de corpos rígidos:
(a) o que significa um objeto girar em torno de um eixo fixo;
(b) como o raio (distância de um ponto ao eixo) afeta a velocidade linear desse ponto.
Para isso, vamos recorrer à ideia de movimento circular e à relação básica
(a) o que significa um objeto girar em torno de um eixo fixo;
(b) como o raio (distância de um ponto ao eixo) afeta a velocidade linear desse ponto.
Para isso, vamos recorrer à ideia de movimento circular e à relação básica
entre velocidade linear
, velocidade angular
e raio
.
Passo 2
Girar em torno de um eixo fixo significa que todo ponto do objeto descreve um movimento circular em planos perpendiculares a esse eixo, mantendo a mesma velocidade angular
. O eixo é uma reta imaginária que atravessa o objeto e permanece imóvel no espaço: as partes do objeto giram ao redor dela, como as pás de um ventilador giram em torno do seu eixo central.
Passo 3
A influência do raio na velocidade linear vem da geometria do círculo: quanto maior a distância
de um ponto ao eixo, maior será o comprimento do caminho (circunferência) que ele percorre no mesmo intervalo de tempo. Mantida a mesma
, a velocidade linear cresce proporcionalmente a
, segundo
Resposta
a) Girar em torno de um eixo fixo quer dizer que cada ponto do objeto se move em círculos num plano perpendicular ao eixo, mantendo-se a mesma velocidade angular
, enquanto o eixo em si não se desloca.
b) O raio determina quão longe o ponto está do eixo; quanto maior
, maior a distância percorrida em cada volta e, portanto, maior a velocidade linear
, já que
.
b) O raio