Quando necessário, considere:
Uma moeda é colocada sobre um prato giratório plano e horizontal. Observa-se que o prato executa três revoluções em 3,3s.
a) Qual é a velocidade da moeda quando ela gira sem deslizar a uma distancia de
do centro do prato?
b) Qual é a aceleração da moeda?
c) Qual é a força de atrito que age na moeda se a moeda tem
?
d) Qual é o coeficiente de atrito estático entre a moeda e o prato se a moeda desliza para fora quando está a mais de 12 cm do centro do prato?
Uma moeda é colocada sobre um prato giratório plano e horizontal. Observa-se que o prato executa três revoluções em 3,3s.
a) Qual é a velocidade da moeda quando ela gira sem deslizar a uma distancia de
b) Qual é a aceleração da moeda?
c) Qual é a força de atrito que age na moeda se a moeda tem
d) Qual é o coeficiente de atrito estático entre a moeda e o prato se a moeda desliza para fora quando está a mais de 12 cm do centro do prato?
Passo 1
O enunciado trata de uma moeda em movimento circular uniforme sobre um prato giratório. São dados: três revoluções em
, distância da moeda ao centro
, massa da moeda
e aceleração da gravidade
. Vamos usar as fórmulas de frequência, velocidade angular, velocidade tangencial, aceleração centrípeta, força de atrito estático e o limite de atrito para determinar o coeficiente.
Passo 2
Calculamos a frequência de rotação
e a velocidade angular
. A frequência é
e a velocidade angular vale
Passo 3
Para a velocidade tangencial
usamos
com
, logo
Passo 4
A aceleração centrípeta
é
portanto
Passo 5
A força de atrito estático necessária para manter o movimento circular
é
com
, de modo que
Passo 6
Para achar o coeficiente de atrito estático
, notamos que ao deslizar para fora em
a força máxima de atrito é
e também
. Logo
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)