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

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 I é basicamente “quanta resistência” o corpo tem para mudar a rotação. Se você estende os braços, a massa vai mais longe do eixo e I aumenta. Se você recolhe os braços, I diminui.

Passo 3

O momento angular L é dado por
L = I omega
onde omega é a velocidade angular. Sem torque externo relevante, L se conserva. Logo, ao reduzir I (recolhendo os braços), a nova velocidade angular omegaf se ajusta para manter L constante:
omegaf = IiIf,omegai

Passo 4

A energia cinética de rotação é dada por K = tfrac12 I omega^2. Quando a bailarina puxa os braços para dentro, seus músculos realizam trabalho interno, convertendo energia química em energia cinética adicional. Assim, mesmo com I menor, omega maior faz K 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.

Exercícios relacionados