Um pequeno objeto, cuja massa é de 1.3 kg , está preso a uma das extremidades de uma barra leve de 0.78 m de comprimento. O sistema gira num círculo horizontal em torno da outra extremidade da barra, a
. a) Determine o momento de inércia do sistema em torno do eixo de rotação. b) A resistência do ar exerce uma força de
sobre o objeto, em direção oposta a do seu movimento. Que torque deve ser aplicado ao sistema para mantê-lo girando com velocidade constante?
Passo 1
O enunciado diz que temos um objeto de massa
preso numa barra leve de comprimento
, girando em torno da outra extremidade a
. Vamos usar conceitos de momento de inércia de ponto material e torque de resistência do ar.
Passo 2
Para calcular o momento de inércia, lembramos que para uma partícula de massa
a uma distância
do eixo vale
. Logo:
Passo 3
A resistência do ar exerce força constante
no objeto. Para manter velocidade angular constante, o torque aplicado deve anular o torque de arrasto. Como o arrasto age perpendicular ao raio,
Resposta
a)
. b)
.