Uma esfera maciça e homogênea de massa M e raio R é mantida inicialmente em repouso sobre um plano inclinado de um ângulo θ (ver Figura 1). Quando liberada, a esfera passa a rolar sem deslizar plano abaixo.

Considere as afirmativas abaixo sobre a situação em que a esfera já está em movimento:

  1. A força de atrito F a t é nula.
  2. O trabalho W a t da força de atrito é nulo.
  3. O torque τ a t da força de atrito em relação ao centro de massa da esfera é nulo.

Marque a alternativa que contém apenas afirmativa(s) verdadeira(s).

  1. I
  2. I I
  3. I I I
  4. I e I I
  5. I e I I I
  6. I I e I I I
  7. Todas
  8. Nenhuma

Passo 1

Antes de julgarmos cada item, vamos fazer o digrama de forças no nosso desenho? Sempre é um bom começo, neh?

As forças que atuam na esfera nesse plano inclinado são: A força peso P ...

E também uma força de atrito contrária ao movimento circulatório...

“AH! Mas como você sabe que tem força de atrito?”

Vou te responder isso, já julgando se o item I é verdadeiro ou falso, bora lá?

Passo 2

ITEM I: A força de atrito F a t é nula.

Cara... O problema deu a pista da existência da força de atrito quanto ele nos disse que a esfera gira sem deslizar. Se não fosse a força de atrito, a esfera escorregaria sobre o plano e não ia iniciar um movimento giratório, ta ligado?

Logo, esse item é falso.

Passo 3

ITEM II: O trabalho W a t da força de atrito é nulo.

Cara... Para existir trabalho de alguma força qualquer, essa força tem que deslocar a massa do lugar em d unidades. E se você observar, a velocidade do ponto que toca o chão da esfera, como ela não desliza, é sempre nula...

Isso significa que a força de atrito não desloca nada! Ela só faz girar . Logo, o seu trabalho de fato é igual a 0 .

Passo 4

ITEM III: O torque τ a t da força de atrito em relação ao centro de massa da esfera é nulo.

ORA! Se a força de atrito é justamente a força que causa o giro dela, se não fosse a força de atrito ela nem giraria, então o torque dela tem que ser diferente de 0 .

Item falso!

Resposta

Letra B.

Exercícios de Livros Relacionados

12.17P A mesma esfera descrita no Problema 12.16 submerge em óleo SAE 30 à temperatura de 20 °C , cuja densidade é aproximadamente igual á da água. A) Calcule a velocidade terminal da esfera. B) Calcu
12.9E Uma pare-quedista com massa de 60kg salta com um paraquedas cuja área frontal é de 15m² ². Sabendo que a densidade do ar é ρ = 1,2kg.m³ ³ e que o coeficiente de arraste do paraquedas é C = 1,4 ,
Um operário arrasta um caixote no piso de uma fábrica puxando-o por uma corda. O operário exerce uma força de módulo F = 450N sobre a corda, que está inclinada de um ângulo θ = 38 ° em relação à horiz
Um caminhão transporta um caixote de 200k g a 90k m / h numa estrada horizontal. Avistando um obstáculo, o motorista fria, com desaceleração uniforme de 2,5m / s 2 , até parar. O caixote, em consequên
12.7E Uma placa de vidro molhada com área de 2,0m² ² é colocada sobre outra placa idêntica, e um filme de água com espessura de 3,0μm se forma entre elas. Uma força de cisalhamento de 50N é aplicada à