Questão 5: Uma bailarina está girando e quer virar mais rápido, o que ela deve fazer? Explique a física de todo o processo. 10pts
derkar es
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Passo 1
Então, a questão pede para sacarmos como a bailarina pode girar mais rápido. A parada envolve momento de inércia e conservação de momento angular, além de energia cinética de rotação.
Passo 2
O momento de inércia
é basicamente “quanta resistência” o corpo tem para mudar a rotação. Se você estende os braços, a massa vai mais longe do eixo e
aumenta. Se você recolhe os braços,
diminui.
Passo 3
O momento angular
é dado por
onde
é a velocidade angular. Sem torque externo relevante,
se conserva. Logo, ao reduzir
(recolhendo os braços), a nova velocidade angular
se ajusta para manter
constante:
Passo 4
A energia cinética de rotação é dada por
. Quando a bailarina puxa os braços para dentro, seus músculos realizam trabalho interno, convertendo energia química em energia cinética adicional. Assim, mesmo com
menor,
maior faz
aumentar, sustentando a rotação mais rápida.
Resposta
Ela deve aproximar braços e pernas em direção ao eixo de rotação para diminuir seu momento de inércia. Pela conservação do momento angular, isso faz sua velocidade angular aumentar, permitindo que ela gire mais rápido.