A turbina de um motor a vapor gira com uma velocidade angular constante de 150
. Quando o vapor é desligado, o atrito nos mancais e a resistência do ar param a turbina em 2,2 h. Qual a aceleração angular constante da turbina, em rev/min, durante a parada?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma turbina que gira a uma velocidade angular constante de 150 revoluções por minuto (rev/min). Quando desligamos o vapor, o atrito e a resistência do ar fazem a turbina parar em 2,2 horas. Nosso objetivo é descobrir qual foi a aceleração angular constante durante essa parada.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinemática rotacional, que é a parte da física que estuda o movimento de rotação. Precisamos saber a velocidade inicial, a velocidade final (que é zero, já que a turbina para) e o tempo que levou para parar. Com esses dados, podemos calcular a aceleração angular.
Passo 2
Primeiro, vamos converter o tempo de 2,2 horas para minutos, já que a velocidade está em rev/min. Sabemos que 1 hora tem 60 minutos, então multiplicamos:
Então, o tempo de parada é de 132 minutos.
Passo 3
Agora, vamos lembrar a fórmula da aceleração angular (
) quando temos velocidade inicial (
), velocidade final (
) e tempo (
):
Sabemos que a velocidade final (
) é 0 rev/min, porque a turbina para. A velocidade inicial (
) é 150 rev/min, e o tempo (
) é 132 minutos.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 5
Agora, fazemos a divisão para encontrar a aceleração angular:
Resposta
A aceleração angular constante da turbina durante a parada foi de aproximadamente -1,14 rev/min².