Cinemática Rotacional

Universidade Positivo – Ciclo Básico das Engenharias – Física G.E.A 2015
Professor: Carlos Mainardes
Nome: ____________________________________________________
Física 1 – Exercícios de Movimento Rotacional (Lista do Professor)
01. Duas polias de raios 25 cm e 10 cm estão acopladas entre si por meio de uma
correia, como mostra a figura adiante. A polia maior, gira em torno de seu eixo
levando um tempo de 0,4s para completar uma volta. Supondo que não haja
deslizamento entre as polias e a correia, calcule (a) O módulo V da velocidade do
ponto P da correia, (b) O tempo t que a polia menor leva para dar uma volta
completa.
02. Dois carros percorrem uma pista circular, de raio R, no mesmo sentido, com
velocidades de módulos constantes e iguais a v e 3v. Determine o tempo decorrido
entre dois encontros sucessivos. Qual seria o tempo se os sentidos fossem contrários?
03. Considere as três engrenagens acopladas simbolizadas na figura a seguir. A
engrenagem A tem 50 dentes e gira no sentido horário, indicado na figura, com
velocidade angular de 100 rpm(rotação por minuto). A engrenagem B tem 100 dentes
e a C tem 20 dentes. (a) Qual é o sentido de rotação da engrenagem C? (b) Quanto
vale a velocidade tangencial da engrenagem A em dentes/min? (c) Qual é a
velocidade angular de rotação (em rpm) da engrenagem B?
04. Uma esfera oca feita de papel tem diâmetro igual a 0,50m e gira com
determinada frequência f0, conforme figura adiante. Um projétil é disparado numa
direção que passa pelo equador da esfera, com velocidade v = 500m/s. Observa-se
que, devido à freqüência de rotação da esfera, a bala sai pelo mesmo orifício feito
pelo projétil quando penetra na esfera. Determine a frequência f0 da esfera.
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05. Num toca fitas, a fita F do cassete passa em frente da cabeça de leitura C com
uma velocidade constante v=4,80cm/s. O diâmetro do núcleo dos carretéis vale
2,0cm. Com a fita completamente enrolada num dos carretéis, o diâmetro externo do
rolo de fita vale 5,0cm. A figura adiante representa a situação em que a fita começa a
se desenrolar do carretel A e a se enrolar no núcleo do carretel B. Enquanto a fita é
totalmente transferida de A para B, o número de rotações completas por segundos
(Hz) do carretel varia entre que valores?
06. Um móvel em trajetória circular de raio r = 5 m parte do repouso com aceleração
angular constante de 10 rad/s2. (a) Quantas voltas ele percorre nos 10 primeiros
segundos? (b) Quanto tempo será necessário para que ele percorra a partir dos 10
segundos o mesmo espaço angular já percorrido inicialmente?
07. Satélites de comunicação são retransmissores de ondas eletromagnéticas. Eles
são operados normalmente em órbitas cuja velocidade angular  é igual à da Terra,
de modo a permanecerem imóveis em relação às antenas transmissoras e receptoras.
Essas órbitas são chamadas de órbitas geoestacionárias. Sendo de 6,37  103 km o
raio da Terra, e sabendo que o satélite se encontra a igual altura sobre a superfície
terrestre, determine o módulo da sua velocidade linear em órbita geoestacionária.
08. Um “motorzinho” de dentista gira com frequência de 2000 Hz até a broca de raio
2,0 mm encostar no dente do paciente, quando, após 1,5s, passa a ter frequência de
500Hz. Determine (a) o módulo da aceleração escalar média neste intervalo de
tempo, (b) o número de rotações efetuadas pela broca.
09. O gráfico a seguir representa a velocidade angular, em função do tempo, de uma
polia que gira ao redor de um eixo.
Com base nas informações contidas no gráfico, determine a aceleração angular desta
polia e a quantidade de voltas que ela dá no intervalo de tempo entre 10 e 30s.
10. A velocidade angular de um móvel em trajetória circular é diminuída de 300
rev/min para 150 rev/min em um intervalo de tempo igual à 2s. Sabendo que o raio
do círculo descrito mede 0,5m e o movimento é uniformemente variado; determine a
aceleração escalar deste móvel.
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Gabarito:
1) 3,93 m/s ; 0,16 s
2) R/v ; R/2v
3) 5000 dentes/min ; 50 rpm
4) 500 Hz
5) 0,30 Hz a 0,76 Hz
6) 79,6 voltas ; 4,14 s
7) 926,5 m/s
8) 6283 rad/s2 ; 1875 voltas
9) 6,28 rad/s2 ; 400 voltas
10) 3,93 m/s2
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