Resoluções das atividades

FÍSICA 4
Resoluções das atividades
Aula 11
02 A
Cinemática angular
Atividades para sala
01 B
Com base na tabela, observa-se que não há mudança no
módulo da velocidade. Dessa forma, o movimento em
análise é uniforme. Porém, ao ser afirmado que existe uma
aceleração no movimento, deduz-se que ela será a componente centrípeta da aceleração, o que caracteriza um
movimento circular.
02 A
Se o satélite é geoestacionário, ele está em repouso em
relação à Terra. Para que isso ocorra, a velocidade angular
do satélite deve ser igual à velocidade angular da Terra.
03 E
O ponto A está sujeito a dois movimentos, a rotação e a
translação, ambos com valores iguais a 2 m/s, dessa forma
a velocidade resultante no ponto A será 4 m/s. Já no ponto B,
essas mesmas velocidades possuirão sentidos opostos e
a velocidade resultante no ponto B será nula, ambas em
relação ao referencial adotado no enunciado.
Os raios das engrenagens (R) e os números de dentes (n)
são diretamente proporcionais. Assim:
R A R C nA
8 1
= = = =
RB RD nB 24 3
A e B estão acopladas tangencialmente:
v = v B ⇒ 2πf AR A = 2πf BR B ⇒ f AR A = f BR B
A
Mas: f A = f M ⇒ f MR A = f MR B ⇒ fB = fM
B e C estão acopladas coaxialmente:
fM
f = f B =
C
3
C e D estão acopladas tangencialmente:
v = v D ⇒ 2πf CR C = 2πf DR D ⇒ f CR C = f DR D
C
Mas: f D = f R ⇒ f CR C = f RR D ⇒
fM 1
fM
RC
⇒ fR =
⇒ fR =
⇒
9
RD
3 3
13, 5
⇒ fR = 1, 5 Hz
fR =
9
fR = f C
03 A
I.(V)
II. (F) A coroa dianteira com maior raio possível, e traseira
com menor raio possível.
III.(V)
04 E
As engrenagens A e B estão em contato externo e, dessa
forma, possuem mesma velocidade linear.
As engrenagens B e C estão presas ao mesmo eixo e, dessa
forma, possuem mesma velocidade angular e mesma
frequência.
As engrenagens C e D estão em contato externo e, dessa
forma, possuem mesma velocidade linear.
Equacionando-se:
v = v B ⇒ f A R A = f B R B ⇒ f R A = f B 5RA ⇒ f B =
A
f
5
f
5
f
f
v =
v ⇒
f C R C = f D R D ⇒ R C = f D 5RC ⇒ f D =
C
D
5
25
f = f C =
B
Atividades propostas
fM
RA
1
= fM ⇒ fB =
3
3
RB
04 C
O deslocamento, em uma volta completa, equivale a 2π
radianos, ou 360°.
O tempo necessário, para uma volta completa, é de 60
minutos.
Assim,
∆θ 360
ω=
=
∆t
60
ω = 6 graus/minuto
05 A
Como a catraca B gira juntamente com a roda R, ambas
completam uma volta no mesmo intervalo de tempo e
01 B
possuem a mesma velocidade angular: ω B = ω R. Como a
coroa A conecta-se à catraca B por uma correia, os pontos
Dados: v = 18 km/h = 5 m/s; r = 25 cm = 0,25m; π = 3.
de suas periferias possuem a mesma velocidade escalar,
5
5
5
v
v = 2 π rf ⇒ f =
=
=
⋅ 60 rpm ⇒ f = 200 Hz ou seja, v A = v B.
Hz =
2 πr 2 ⋅ 3 ⋅ 0, 25 1, 5
1, 5
Lembrando que v = ω · r : v A = v B ⇒ ω A · r A = ω B · r B.
f = 200 rpm
Como: r A > r B ∴ ω A < ω B.
Pré-Universitário – Livro 3
1
FÍSICA 4
06 B
De acordo com o que foi visto na teoria, corpos em
­movimentos circulares em torno de um mesmo eixo de
rotação possuem mesma velocidade angular, mesma frequência, mesmo período de rotação, porém velocidades
lineares proporcionais ao raio da órbita.
07 D
Como todos os roletes estão em contato externo, a velocidade linear se conserva, já a frequência de cada um deles
é inversamente proporcional ao seu raio, ou seja, o menor
dos roletes terá uma frequência maior. Fazendo a análise
dos sentidos de rotação, pode-se afirmar que o menor
deles está girando no sentido horário.
08 B
Na subida íngreme, para se obter uma marcha de “força”
como se conhece na prática, deve-se associar uma catraca
com a maior distância ao eixo de rotação. Como catraca e
coroa têm uma relação inversa entre os raios adotados, deve-se associar a maior catraca com a menor opção de coroa.
09 A
Calcula-se os períodos dos exaustores e suas diferenças
utilizando a razão inversa entre período e frequência.
1 1

T1 = f = 2 ∴ T1 = 0, 5 s

1

1
 T = = 1 ∴ T = 0, 4 s
2
 2 f2 2, 5
Assim:
∆T = T1 – T2 = 0,5 – 0,4
∆T = 0,1 s
10 E
Para qualquer distância percorrida (D), a razão entre os
­números de voltas dadas é a mesma.
D = n1 2π d1
n d
0, 5
⇒
⇒ n1 2 π d1 = n2 2 π d2 ⇒ 1 = 2 =

D
n
2
d
=
π
n2 d1
1
2
2

n1
= 0,5
5
n2
2
Pré-Universitário – Livro 3