Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler - Capítulo 10.1 - Ex. 20

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Estime a razão entre as velocidades angulares de um mergulhador na posição de agachamento, ao iniciar o salto, e na posição mais estendida, durante o salto.

Passo 1

Nessa questão é temos o seguinte, primeiro a mergulhador está totalmente recolhido e em seguida, ele fica todo esticado hahaha.

Passo 2

Como não tem nenhuma força externa atuando sobre o mergulhador, nosso τ → e x t   é nulo. Então podemos conservar a quantidade de movimento angular nas duas situações!!

L r e c o l h i d o = L e s t i c a d o

Lembrete: L → = I ω →

I r e c o l h i d o ⋅ ω r e c o l h i d o = I e s t i c a d o ⋅ ω e s t i c a d o

Agora vamos fazer nossas estimativas!

Recolhido: Podemos considera-lo uma esfera de raio 0,5   m .

I r e c o l h i d o = 2 5 ⋅ m r 2

Esticado: Supondo que ele seja magro, podemos considerar uma barra de comprimento 2,5   m até porque ele está com o braço para “cima”!

I e s t i c a d o = 1 12 ⋅ m l 2

Passo 3

Agora vamos finalizar!

ω r e c o l h i d o ω e s t i c a d o = I e s t i c a d o I r e c o l h i d o

Logo,

ω r e c o l h i d o ω e s t i c a d o = 1 12 ⋅ m l 2 2 5 ⋅ m r 2 = 5 24 ⋅ l 2 r 2 = 5 24 ⋅ 2,5 2 0,5 2 ≅ 5

Resposta

ω r e c o l h i d o ω e s t i c a d o ≅ 5

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