A roda é feita de um anel fino de 5 kg e duas hastes finas de 2 kg. Se a mola de torção presa ao centro da roda tem uma rigidez, e a roda é girada até que o torque M=25 N⋅m seja desenvolvido, determine a velocidade angular máxima da roda se for solto do repouso.

Passo 1
O enunciado pede que a gente determine a velocidade angular máxima da roda se for solto do repouso.
Energia Cinética e Trabalho: O momento de inércia de massa da roda em relação ao ponto O é
Assim, a energia cinética da roda é
Passo 2
Como a roda é solta do repouso, . O torque desenvolvido é M=kθ=2θ. Aqui, o ângulo de rotação necessário para desenvolver um torque de M=25 N⋅m é
A roda atinge sua velocidade angular máxima quando o espaçamento é desenrolado, ou seja, quando a roda gira θ = 12,5 rad. Assim, o trabalho realizado por é
Passo 3
Princípio do Trabalho e da Energia