Durante um movimento de defesa, o braço do atleta pode ser modelado como uma haste uniforme de comprimento L =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um movimento de defesa, o braço do atleta pode ser modelado como uma haste uniforme de comprimento L = 0,80 m e massa m_braço = 3,0 kg, girando em torno do ombro. O braço tem velocidade angular inicial ?0 = 4,0 rad/s e é reduzido a ?f = 1,0 rad/s em ?t = 0,40 s por um torque constante t aplicado pelo atleta. Considerando o momento de inércia I = (1/3)m·L² e usando t = I·a e trabalho rotacional W = (1/2)·I·(?f²-?0²), calcule: (a) t (N·m) e (b) W (J). Mostre os cálculos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
I = (1/3)·3,0·(0,80)² = 0,64 kg·m². a = (?f-?0)/?t = (1,0-4,0)/0,40 = -7,5 rad/s². t = I·a = 0,64·(-7,5) = -4,8 N·m (4,8 N·m contrário à rotação). W = 0,5·I·(?f²-?0²) = 0,5·0,64·(1,0-16,0) = 0,32·(-15) = -4,8 J (energia removida).
Explicação
O momento de inércia é calculado corretamente usando a fórmula para uma haste uniforme, e a aceleração angular é determinada pela variação da velocidade angular dividida pelo tempo. O torque é obtido multiplicando o momento de inércia pela aceleração angular, resultando em um valor negativo que indica que o torque atua na direção oposta à rotação inicial. O trabalho rotacional é calculado com a fórmula apropriada, refletindo a energia removida do sistema durante a desaceleração.
Raio-X da questão
torque e trabalho rotacional
avaliacao
torque e trabalho rotacional · momentos de inercia
Revisar as fórmulas de torque e trabalho rotacional.
O aluno pode confundir a fórmula do trabalho rotacional, aplicando incorretamente os valores de velocidade angular inicial e final.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Em uma atividade experimental no laboratório de física, estudantes observam uma esfera metálica de 0,5 kg deslizando do…
- Durante um experimento prático em laboratório, dois estudantes posicionaram-se em patins sobre uma superfície lisa e bem…
- Durante o preparo de uma peça em um laboratório escolar, um estudante fixa um elástico em um suporte, puxa-o…
- Durante uma prova local de carrinhos de rolimã, estudantes observam que, ao descer uma rua levemente inclinada, seus…
- Em uma usina hidrelétrica, a água armazenada em um reservatório elevado é liberada para passar por turbinas, que geram…
- Durante a safra, trabalhadores colhem e carregam sacos de café de 60 kg por um percurso de aproximadamente 100 metros…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog