Exercícios Resolvidos de Torque

Um tambor cilíndrico rola sem deslizar sobre um plano inclinado. Além da força peso, apenas a superfície exerce força sobre o tambor. Em um determinado instante o tambor sobe o plano inclinado, com velocidade do centro de massa v → , conforme indicado na figura. Assinale a alternativa que melhor representa o sentido da força de atrito ( F → a t ) no ponto de contato entre o plano e o tambor e o sentido da aceleração angula do tambor ( α )

Passo 1

Se a gente joga uma bolinha num plano inclinado a velocidade dela vai diminuindo conforme ela vai subindo esse plano, correto? Se a velocidade dela diminui então a velocidade angular também tem que diminuir! Assim a aceleração angular correta nessa situação tem que ser os itens a) ou b), já que nessas situações a aceleração angular tá no sentido oposto à velocidade angular, ou seja no sentido anti-horário!

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Tá, mas e o atrito? Vamos apontar as forças sobre o tambor. Como o enunciado disse que só temos a força peso e a força que o plano inclinado exerce sobre ele, então teremos: Normal, Peso e Atrito!

Apontei dois atritos por que a gente ainda não sabe pra que direção ele tá! Hehe

A gente sabe que tem que ter aceleração angular, né? Se tem aceleração angular, tem torque, correto? Isso por que

τ → = I α →

Segundo o nosso diagrama de forças somente o atrito pode exercer torque! Isso por que o peso e a normal são forças que apontam na direção do centro de massa! A única força que exerce torque é o atrito!

Como a aceleração angular tá no sentido anti-horário a única opção possível é o atrito apontando pra cima!!! :o

Se o atrito apontasse para baixo a velocidade angular teria que aumentar o que não faz sentido!

Assim, finalmente, ficamos com a letra a) ;)

Resposta

A)

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