Um volante com um momento de inércia de inércia de
está inicialmente em repouso. Se um torque de
(sentido anti-horário) é aplicado repentinamente ao volante, qual será a velocidade do volante depois de
? Expresse essa velocidade em radianos por Segundo (rad.
) e em rotações por minuto (rpm ou r.
)
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado é: um volante de
parte do repouso e recebe um torque de
(sentido anti-horário) por
. A gente precisa achar a velocidade angular final em rad/s e em rpm. O conteúdo é: dinâmica rotacional, onde aplicamos
pra achar a aceleração angular
, e depois usamos cinemática angular
. Também vamos precisar converter rad/s em rpm via
.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a aceleração angular
.
Teoria: torque é o “empurrão” que causa mudança de rotação, e momento de inércia
é a “resistência” à rotação. A relação é
Teoria: torque
Substituindo:
Passo 3
Agora a velocidade angular final
.
Teoria: com aceleração angular constante, . Como
,
Teoria: com aceleração angular constante,
Passo 4
Por fim, converter
em rpm.
Teoria: volta é
rad, logo revoluções por segundo é
, e em rpm multiplica por 60:
Teoria:
Resposta
Velocidade angular final =
e
.
e