Plano inclinado, Disco vs Anel
Metadata
- CONTEXTO : Primeiro ciclo universitário
- AREA: Física
- DISCIPLINA: Mecânica e ondas
- ANO: 1
- LINGUA: pt
- AUTOR: Ana Mourão
- MATERIA PRINCIPAL: Momento de Inércia
- DESCRICAO: Plano inclinado, Disco vs Anel
- DIFICULDADE: **
- TEMPO MEDIO DE RESOLUCAO: 1200 [s]
- TEMPO MAXIMO DE RESOLUCAO: 2400 [s]
- PALAVRAS CHAVE: Momento, inércia, rotação, corpo, rígido, plano, inclinado, angular, disco, anél
Um disco e um anel rodam sem deslizar por um plano inclinado, partindo ambos de uma altura \(h\). Considere as massas do anel e do disco iguais e \(m=200\) g, e os raios do anel e do disco iguais a \(r=10\) cm. O plano inclinado faz um ângulo de \(\theta = 15^º\) com a horizontal.
- Quais as forças que actuam no anel durante o movimento ao longo do plano? E no disco?
Respostas
As forças que actuam no anel são iguais às que actuam no disco, nomeadamente o seu peso, a força de atrito e a reacção normal da superfície.
- Calcule os momentos de inércia do disco e do anel relativamente ao ponto que passa no centro de cada um e é perpendicular ao plano de rotação.
Respostas
\( \alpha = \frac{a}{R} = - \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2 + \frac{m_R}{2}} \frac{g}{R} \)
- Calcule a aceleração do anel e a aceleração do disco durante este movimento.
Respostas
\( \alpha = \frac{a}{R} = - \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2 + \frac{m_R}{2}} \frac{g}{R} \)
- Calcule a energia cinética de translação e a energia cinética de rotação do anel e do disco quando se deslocaram 2 metros ao longo do plano inclinado.
Respostas
\( \alpha = \frac{a}{R} = - \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2 + \frac{m_R}{2}} \frac{g}{R} \)
- Qual dos dois (anel ou disco) chega primeiro ao fim do plano inclinado? Justifique.
Respostas
\( \alpha = \frac{a}{R} = - \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2 + \frac{m_R}{2}} \frac{g}{R} \)