Um homem com os braços junto ao corpo está em cima de uma mesa que gira praticamente sem atrito. Quando o homem estende os braços pra fora:

  1. A energia cinética do sistema aumenta
  2. O momento angular do sistema continua o mesmo
  3. A velocidade angular da mesa aumenta
  4. A velocidade angular da mesa continua a mesma
  5. O momento de inércia do homem diminui

Passo 1

Temos aqui uma clássica questão sobre momento angular. Basicamente temos um homem em cima de uma mesa inicialmente girando com as mãos fechadas...

Em seguida ele abre os braços...

Vamos dar uma de juízes nessa questão e deliberar sobre a veracidade dos itens, beleza? Rsrs.

Passo 2

L E T R A   A :

Bem, em um sistema isolado e sem atrito, ou seja, sem perdas de energia a energia se conserva amenos que uma força externa atue sobre o corpo.

No nosso caso, o sistema é o conjunto mesa mais menino girando. Claro, quando o menino levanta as mãos ele tá realizando força, mas é uma força interna no sistema. Ninguém foi lá e empurrou-o para girar mais rápido!

Sendo assim, a energia cinética do sistema tem que se conservar! Independente se ele gira mais rápido ou não, ta ligado?

Logo esse item é falso!

Passo 3

L E T R A   B :

Bem, te dando um spoiler saudável, esse será o item correto.

O momento angular do sistema girando dado por...

L = I   ω

E de acordo com a nossa teoria, se não há forças externas, o momento angular sempre se conserva! Logo, o momento inicial será igual ao final e, portanto, item VERDADEIRO.

Passo 4

L E T R A   C :

Tá, mas vamos continuar avaliando as outras pra você ficar craque, beleza?

A velocidade angular da mesa é a mesma velocidade angular do menino já que ambos giram juntos. E pela conservação do momento angular...

I a n t e s   ω a n t e s = I d e p o i s   ω d e p o i s

Sabemos que o momento de inércia tem haver com a distribuição das massas ao redor do eixo de giro de modo que...

I = ∑ m r 2

Então quanto às massas estiverem mais longe, maior é o momento.

Esse menino fitness que tem muita massa m nos braços, quando ele está com os braços esticados, a massa fica mais afasta do eixo de rotação ( r d e p o i s > r a n t e s ) e, portanto, I d e p o i s > I a n t e s .

Para preservar a equação do momento...

I a n t e s   ω a n t e s = I d e p o i s   ω d e p o i s   →

ω d e p o i s < ω a n t e s

Logo, a velocidade angular diminui. Item Falso!

Passo 5

L e t r a   D :

Esse item também é falso, já que a velocidade angular não permanece a mesma como vimos!

Passo 6

L e t r a   E :

Não neh? O momento de inércia do homem depois de abrir os braços é maior...

I d e p o i s > I a n t e s

Item Falso!

Resposta

Letra B.

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