Uma roda gira sem deslizar sobre uma superfície horizontal. O centro de massa da roda se desloca com velocidade de módulo V. O ponto mais baixo da roda, que está em contato com a superfície, tem velocidade de módulo:
(a) V
(b) 2 V
(c) zero
(d) são necessárias mais informações para responder.

Passo 1

O enunciado diz que uma roda de raio R rola sem deslizar sobre uma superfície horizontal, com o centro de massa se movendo com velocidade de módulo V. Precisamos encontrar o módulo da velocidade do ponto de contato com a superfície. O conteúdo aqui é cinemática de corpo em rotação + translação e a condição de rolamento sem deslizamento.

Passo 2

Em rolamento puro, a velocidade angular \omega da roda está relacionada à velocidade do centro de massa por
\omega = \frac{V}{R}.
Além disso, a velocidade de um ponto da roda em relação ao solo é a soma vetorial da velocidade de translação do centro de massa e da velocidade de rotação em torno do centro:
\mathbf{v}_P = \mathbf{v}_{\mathrm{cm}} + \boldsymbol{\omega}\times\mathbf{r}.

Passo 3

Para o ponto mais baixo, \mathbf{r} vai do centro para baixo, e \boldsymbol{\omega} faz com que a velocidade rotacional nesse ponto seja apontando para trás (oposta a \mathbf{v}_{\mathrm{cm}}) com módulo \omega R = V. Logo, em módulo,
v_{\text{baixo}} = V - \omega R = V - V = 0.

Resposta

zero

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