Enunciado
Física - K Symon - Mecânica (Vol 1)- Ed: 1º - Capítulo 5.Problems - Ex. 1
- a) Prove que a energia cinética total de um sistema de partículas que constituem um corpo rígido, conforme foi definido pela Eq. (4.37), e dada corretamente pela Eq. (5.16), quando o corpo gira em torno de um eixo fixo.
b) Prove que a energia potencial dada pela Eq. (5.14) é o trabalho total realizado contra as forças externas, quando o corpo gira de para se for a soma dos torques em torno do eixo devido às forças externas.
Passo 1
Então vamos para mais uma questão?
Para um sistema de partículas que forma um corpo rígido temos:
Eq(4.37)
Para um corpo rígido girando em torno de um eixo. O momento de inércia do corpo rígido feito de um sistema de partículas é:
Passo 2
Agora vamos para a velocidade tangencial:
Já para um sistema de partículas:
Lembrando que é a mesma para cada partícula do corpo rígido
Substituindo na equação da energia cinética teremos:
Eq(5.16)
Passo 3
b) Temos como definição de trabalho:
Onde o é a soma da forças externas
Torque é definido como
Agora.
Substituindo na definição de trabalho temos:
Eq (5.14)
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)