Disserte para a comunidade explicando, com cálculo, por que ao puxar os braços para dentro ao girar num disco…
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
Disserte para a comunidade explicando, com cálculo, por que ao puxar os braços para dentro ao girar num disco (ou em uma roda) a velocidade angular aumenta. Forneça um exemplo numérico que use conservação do momento angular.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Sem torques externos significativos, o momento angular L = I·? se conserva. Ao aproximar os braços o momento de inércia I diminui; então ? aumenta: ?_final = ?_inicial·(I_inicial/I_final). Ex.: suponha I_i = 2,5 kg·m² e ?_i = 1,2 rad/s; ao recolher os braços I_f = 1,0 kg·m² ? ?_f = 1,2·(2,5/1,0)=3,0 rad/s. Explique que a energia rotacional pode aumentar (?K = ½I_f?_f² - ½I_i?_i²) porque o trabalho vem dos músculos ao puxar os braços; relacione à segurança ao girar (evitar torques externos) e sugira demonstrações na escola com números para a comunidade.
Explicação
O momento angular se conserva em um sistema isolado, o que implica que, ao diminuir o momento de inércia ao puxar os braços, a velocidade angular deve aumentar para manter a relação L = I·? constante. O exemplo numérico ilustra essa relação, mostrando como a velocidade angular final é maior quando o momento de inércia é reduzido. Além disso, a energia rotacional pode aumentar devido ao trabalho realizado pelos músculos, enfatizando a importância de evitar torques externos para manter a estabilidade durante o movimento.
Raio-X da questão
conservação do momento angular
avaliacao
conservação do momento angular · velocidade angular
Revisar a relação entre momento angular e velocidade angular.
O aluno pode confundir a relação entre a posição dos braços e a velocidade angular, acreditando que a velocidade diminui ao puxar os braços para dentro.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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