Lista de Exercicios Resolvidos - Momento de Inercia e Quantidade de Movimento Angular

Pergunta 1 Leia o excerto abaixo Os momentos de inércia têm as seguintes propriedades São sempre grandezas positivas uma vez que a massa é uma grandeza positiva e o quadrado de uma distância também Só é nulo para pontos sobre a base de referência plano eixo ou ponto nunca é negativo MENDES P J H Estudo de Centróides e Momentos de Inércia Das alternativas abaixo indique a que apresenta a definição correta para o momento de inércia A Medida da resistência que um corpo oferece para entrar em movimento de rotação e translação B Medida da facilidade que um corpo oferece para entrar em movimento de translação C Medida do torque de um corpo submetido a uma força D Medida da resistência que um corpo oferece para entrar em movimento de rotação E Medida da força aplicada a um corpo em movimento circular uniforme Pergunta 2 Leia o excerto abaixo O momento de inércia em relação a um eixo é uma medida da resistência inercial que o corpo opõe a variações de seu movimento de rotação em torno do eixo É o análogo rotacional da massa TIPLER 2009 p286 TIPLER P A Gene Mosca Física para Cientistas e Engenheiros Mecânica Oscilações e Ondas Termodinâmica Vol 1 6 ed Rio de Janeiro LTC 2009 p 286 Das alternativas abaixo indique aquela que apresenta a principal característica relacionada ao momento inércia A Densidade do corpo e elemento de massa B Massa do corpo e a distribuição desta massa em torno do eixo de rotação C Forma geométrica do corpo e perpendicularidade em relação ao eixo de rotação D Velocidade de giro do elemento de massa E Força aplicada para que o corpo entre em rotação Pergunta 3 A quantidade de movimento angular também chamada de momento angular é uma grandeza física relacionada ao movimento de rotação dos corpos rígidos Assim como as leis de conservação são usadas para momento linear e energia também podemos usálas para o momento angular Determine a velocidade angular final de dois discos que giram em torno de um mesmo eixo após uma colisão inelástica O disco 1 possui massa igual a 30 g e raio de 12 cm O disco 2 possui massa de 50 g e possui raio igual ao do disco 1 A velocidade angular inicial do disco 1 é de ω105rads e do disco 2 ω208rads A 010 rads B 015 rads C 019 rads D 023 rads E 028 rads Pergunta 4 Leia o excerto abaixo O momento de inércia I de um corpo em relação a um eixo nos remete à necessidade de nos estudos sobre rotação recordar o princípio da inércia estudado nos movimentos de translação durante as aplicações das Leis de Newton Na translação observase que a massa de um objeto se apresenta como o principal agente de inércia Já na rotação é preciso verificar como a massa desse objeto se comporta dependendo de sua distribuição em relação ao eixo sobre o qual esse objeto encontrase em repouso ou sofre rotação MACÊDO J A PEDROSO L S COSTA G A Aprimorando e validando um fotogate de baixo custo Revista Brasileira de Ensino de Física v 40 n 4 p e5403 2018 A figura mostra um disco que executa um movimento rotacional em um eixo que passa pelo seu centro Este disco tem massa M e raio R Das alternativas abaixo qual apresenta o seu momento de inércia A IMR² B I½MR² C I⅔MR² D I½MR³ E I½MR³ Pergunta 5 Determine o momento angular de uma casca cilíndrica que gira em relação ao seu eixo cuja massa é 100g seu raio 30 cm e sua velocidade angular 05 rads A 205 10³kgm²s B 225 10³kgm²s C 245 10³kgm²s D 265 10³kgm²s E 285 10³kgm²s Pergunta 6 A energia cinética rotacional de um cilindro maciço que rotaciona em relação ao seu eixo A massa deste cilindro é 60g e seu raio 25 cm A sua aceleração angular é 09 rads A 05 10³J B 15 10³J C 20 10³J D 35 10³J E 40 10³J Pergunta 7 Leia o excerto abaixo Imaginese participando da clássica demonstração de conservação do momento angular na qual você está sobre o centro de uma mesa giratória segurando um haltere em cada mão Com os braços abertos você é posto a girar em torno da direção vertical Enquanto gira você fecha os braços para aproximar os halteres ao próprio corpo e ao fazer isso repentinamente gira mais rápido GOMES A H Forças internas e conservação do momento angular Revista Brasileira de Ensino de Física v 40 n 3 2018 Das alternativas abaixo indique aquela que apresenta afirmações corretas a respeito do fenômeno citado no trecho acima A O momento de inércia é maior quando você se encontra na posição em que seus estão abertos B O momento angular não se conserva neste caso C O momento de inércia não depende da distribuição da massa de seu corpo D Quando seus braços estão fechados a sua massa está mais concentrada em torno do eixo de rotação e o momento de inércia diminui E A velocidade de giro aumenta independentemente da posição dos braços Pergunta 8 Leia o excerto abaixo Sendo um dos pontos centrais dos cursos de mecânica clássica a lei da conservação do momento angular provê relações simples entre diferentes estados de um sistema com dinâmica rotacional GOMES A H Forças internas e conservação do momento angular Revista Brasileira de Ensino de Física v 40 n 3 2018 Das alternativas abaixo indique aquela que apresenta afirmações corretas a respeito da lei de conservação do momento angular A A lei da conservação do momento angular pode ser aplicada somente em corpos que rotacionam em torno de um eixo fixo B Quando nenhuma força externa resultante é aplicada sobre um sistema ou seja o torque externo é nulo o momento linear é conservado C Há conservação do momento linear quando forças externas são aplicadas sobre um corpo D A resultante das forças internas determina se haverá conservação de momento angular em um corpo rígido E O torque resultante sobre um sistema não deve ser nulo para que a lei da conservação do momento angular seja aplicada Pergunta 9 Leia o excerto abaixo Sistemas compostos de muitas partículas isto é um corpo em que as distâncias entre todas as partículas componentes permanecem fixas sob a ação de uma força ou conjugado momento de força ou torque ALONSO M FINN E J Física Um curso universitárioMecânica Blucher 2018 p 303 O trecho acima referese a A Corpo puntiforme B Sistema pontual C Corpo rígido D Sistema isolado E Partículas carregadas Pergunta 10 Determine o toque aplicado sobre um aro em que seu eixo de rotação passa perpendicularmente pelo seu centro sua massa é de 40 g e seu raio 15 cm Este aro adquire movimento rotacional com aceleração angular 08 rads2 A 32 10³Nm B 42 10³Nm C 52 10³Nm D 62 10³Nm E 72 10³Nm Pergunta 1 Em um corpo rígido em movimento plano a energia cinética pode ser escrita como Com relação ao primeiro e segundo termo da equação acima podemos afirmar que é correto A 1 a energia cinética ½ m associado à rotação do corpo em torno de G e 2 a energia cinética ½ Associada ao movimento do centro de massa G do corpo B 1 a energia cinética ½ m associada ao movimento do centro de massa G do corpo e 2 a energia cinética ½ associada à rotação do corpo em torno de G C 1 a energia cinética ½ m associada ao movimento do centro de massa G do corpo e 2 a energia cinética ½ associada à translação do corpo em torno de G D 1 a energia cinética ½ m associada ao movimento de rotação G do corpo e 2 a energia cinética ½ associada à rotação do corpo em torno de G E Nenhuma das alternativas está correta Pergunta 2 Com base no conceito de cinemática do corpo rígido marque a alternativa correta A A cinemática de corpo rígido representa as relações somente por meio de movimentos angulares dos corpos sem analisar as forças e os momentos participantes com esses movimentos B A cinemática de corpo rígido representa as relações somente por meio de movimentos lineares dos corpos sem analisar as forças e os momentos participantes com esses movimentos C A cinemática de corpo rígido representa as relações por meio dos movimentos lineares e angulares dos corpos com análise das forças e dos momentos participantes com esses movimentos D A cinemática de corpo rígido representa as relações por meio dos movimentos lineares e angulares dos corpos sem analisar as forças e os momentos participantes com esses movimentos E Nenhuma das alternativas esta correta Pergunta 3 Quando um corpo rígido tem um movimento de translação podemos dizer que todos os pontos do corpo têm A aG a α 0 e Σ MG 0 B aG a α 0 e Σ MG 0 C aG a α 0 e Σ MG 0 D aG a α 0 e Σ MG 0 E Nenhuma das alternativas está correta Pergunta 4 Em um sentido mais geral as três equações de movimento plano geral são escritas da seguinte forma Σ Fx m ü Σ Fy m ü e Σ Mp Σ Com relação à última equação Σ Mp Σ assinale a alternativa correta A Nessa última equação Σ ü ü ü p caracteriza o montante dos momentos de maG ou seus elementos em comparação a P como resolvido pelo diagrama dinâmico B Nessa última equação Σ ü ü ü p caracteriza o montante dos momentos de IG ou seus elementos em comparação a P como resolvido pelo diagrama dinâmico C Nessa última equação Σ ü ü ü p caracteriza o montante dos momentos de IGe maG ou seus elementos em comparação a P como resolvido pelo diagrama dinâmico D Todas as alternativas estão corretas E Nenhuma das alternativas está correta Pergunta 5 Translação é o tipo de movimento que aparece se todo fragmento de reta no corpo fica paralelo à sua direção incipiente no decorrer de todo o movimento Com base no conceito de translação escolha a alternativa correta A Caso as trajetórias de quaisquer dois pontos do corpo decorram ao longo de retas equidistantes o movimento é designado translação curvilínea B Caso as trajetórias de quaisquer dois pontos do corpo decorram ao longo de retas paralelas o movimento é designado translação retilínea C Caso as trajetórias de quaisquer dois pontos do corpo decorram ao longo de retas equidistantes o movimento é designado translação retilínea D Caso a trajetória de um ponto do corpo decorra ao longo de retas equidistantes o movimento é designado translação retilínea E Nenhuma das alternativas está correta Pergunta 6 Assinale a alternativa correta com relação à aceleração angular A A direção de α é diferente de ω B O seu sentido todavia depende se ω cresce ou decresce C A direção de α é perpendicular à de ω D O seu sentido todavia depende se ω apenas cresce E Nenhuma das alternativas esta correta Pergunta 7 Temos a ideia de que a massa é uma dimensão da resistência do corpo a uma aceleração F ma Podemos fazer uma analogia entre os conceitos de massa e momento de inércia A frase que expressa de forma correta essa analogia é escrita como A Por analogia o momento de inércia é um valor da resistência de um corpo a uma aceleração angular M Ia B Por analogia o momento de inércia é um valor da resistência de um corpo a uma aceleração linear M I α C Por analogia o momento de inércia é um valor da resistência de um corpo a uma aceleração Centrípeta D Por analogia o momento de inércia é um valor da resistência de um corpo a uma aceleração angular M I α E Nenhuma das alternativas está correta Pergunta 8 Quando analisamos o corpo rígido ou placa o qual gira em volta de um eixo fixo horizontal que é normal ao plano da página e passa por um pino em O as equações de movimento que se empregam ao corpo podem ser escritas em quais dos modos abaixo Assinale a alternativa correta A Σ Fn m ü w² rG Σ Ft m ü ma rG e Σ Mo Io α B Σ Fn m ü mw² rO Σ Ft m ü ma² rO e Σ Mo Io α C Σ Fn m ü mw² rG Σ Ft m ü ma rG e Σ Mo Io α D Σ Fn m ü mw² rG Σ Ft m ü ma rG e Σ Mo Io α² E Nenhuma das alternativas está correta Pergunta 9 Com relação ao diagrama de corpo livre e ao diagrama cinético é correto afirmar que A A equivalência entre o diagrama de corpo livre e o diagrama cinético nos permite visualizar claramente e recordar de modo fácil os efeitos distintos de translação e de rotação das forças aplicadas a um corpo rígido B A equivalência entre o diagrama de corpo livre e o diagrama cinético nos permite visualizar claramente e recordar de modo fácil os efeitos semelhantes de translação e de rotação das forças aplicadas a um corpo rígido C A divergência entre o diagrama de corpo livre e o diagrama cinético nos permite visualizar claramente e recordar de modo fácil os efeitos distintos de translação e de rotação das forças aplicadas a um corpo rígido D A equivalência entre o diagrama de corpo livre e o diagrama cinético nos permite visualizar claramente e recordar de modo fácil os efeitos idênticos de translação e de rotação das forças aplicadas a um corpo rígido E Nenhuma das alternativas está correta Pergunta 10 Caso um corpo tnha movimento de translação retilínea todos os seus pontos placa movemse em trajetos retilíneos paralelos As equações de movimento que são utilizadas nesse caso são A Σ Fx mi ü Σ Fy mi ü Σ MG 0 B Σ Fx mi ü Σ Fy mi ü Σ MG 0 C Σ Fx mi ü Σ Fy mi ü Σ MG 0 D Σ Fx mi ü Σ Fy mi ü Σ MG 0 E Σ Fx mi ü Σ Fy mi ü Σ MG 0 LISTA 3 1 B 2 D 3 Gabarito furado todas alternativas iguais Marcar A 4 C 5 C 6 D 7 D 8 C 9 A 10 E LISTA 4 1 D 2 B 3 Gabarito furado todas alternativas são iguais 4 A 5 B 6 B 7 D 8 B 9 C 10 E LISTA 3 1 B 2 D 3 Gabarito furado todas alternativas iguais Marcar A 4 C 5 C 6 D 7 D 8 C 9 A 10 E LISTA 4 1 D 2 B 3 Gabarito furado todas alternativas são iguais 4 A 5 B 6 B 7 D 8 B 9 C 10 E