Exercícios Resolvidos de Momento Angular

UFRJ, Física 1, P2 - 2012.2, Questão M02

Uma esfera de massa Equation , raio Equation e momento de inércia Equation , em relação ao eixo que passa pelo seu centro de massa, desce um plano inclinado Equation (ver figura), rolando sem deslizar. A esfera parte do repouso e desce até o final do plano inclinado (ponto Equation ), situado a uma altura Equation em relação ao solo. Neste instante, ela tem velocidade angular Equation , e entra em queda livre. Afirma-se que: Equation Imediatamente antes de tocar o solo, a velocidade angular da esfera é Equation . Equation Imediatamente antes de tocar o solo, a velocidade angular da esfera continua com valor Equation . Equation O momento angular da esfera mantém-se perpendicular ao plano do movimento. Equation Ao longo da queda livre, a energia cinética de rotação da esfera permanece constante. Qual(ais) da(s) afirmação(ões) acima está(ão) incorreta(s)?

  1. Somente a Equation .
  2. Somente a Equation .
  3. Equation e Equation .
  4. Equation e Equation .
  5. Equation e Equation .

Passo 1

Vamos analisar cada afirmação

Equation Falso, A velocidade angular da esfera só muda quando temos uma força realizando torque para gerar uma aceleração angular, que só acontece quando ele está no plano inclinado. Então a velocidade angular assim que ele sai do plano vai ser a mesma de quando ela chega no fim do movimento.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Equation Verdadeiro, está explicado no passo 1

Passo 3

Equation Verdadeiro, O momento angular visto na forma de vetor tem componente sempre Equation então ele sempre vai ser, para nós saindo ou entrando na folha.

Passo 4

Equation Verdadeiro, Se a velocidade angular não muda consequentemente a energia cinética de rotação também não.

Resposta

Letra A

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