Exercícios Resolvidos de Momento Angular

UFPE, Física 1, PF - 2016.1, Questão 3

A figura abaixo mostra uma chapa retangular, de comprimento Equation e largura Equation , que pode girar sem atrito em torno de um eixo perpendicular à figura que passa por um de seus vértices (ponto Equation ). Duas forças Equation e Equation , cujos módulos são iguais a Equation e independem do tempo Equation , são aplicadas ao sistema paralelamente às arestas da chapa, conforme mostra a figura. Em Equation a chapa se encontra em repouso.

Com respeito ao módulo do momento angular da chapa em relação a O, pode-se afirmar que:

(a) Equation

(b) Equation

(c) Equation

(d) Equation

(e) Equation

(f) Equation

(g) Equation

(h) Equation

Passo 1

Aqui nós temos que lembrar da relação entre o torque e o momento angular. Lembra? Se liga:

Equation

Com isso, temos que calcular o torque aplicado na placa. Sem mistérios, vamos lá:

Equation

Usando a regra da mão direita para o produto vetorial, e já tirando o módulo do torque:

Equation

Substituindo os valores:

Equation

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Agora precisamos encontrar o momento angular!

Equation

Integrando:

Equation

Como Equation é constante com o tempo:

Equation

Logo:

Equation

Nos dando como resposta a letra (d)

Resposta

Letra (d)

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