Exercícios de Física: Momento de Inércia e Energia Cinética

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Física Geral e Experimental: 
ENERGIA
Profa. Renata Komata
2
Momento de inércia
Física Geral e Experimental: Energia
Exercício 1:
Uma pequena esfera presa a um bastão muito leve e resistente de 2 m de
comprimento é colocada para girar a partir da extremidade oposta do bastão.
Sabendo que o momento de inércia desta esfera é 1 kg.m², calcule sua massa,
desprezando a massa do bastão.
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Exercício 2:
Um bastão de comprimento L = 0,92 m e um disco de diâmetro D = 0,92 m,
ambos com massa M = 3,79 kg giram em torno de um eixo preso em seu ponto
central. Qual deles tem maior momento de inércia?
Considere:
- momento de inércia de uma barra, girando ao redor de seu centro: 𝐼 =
𝑀∗𝐿²
12
- momento de inércia de um disco girando ao redor de seu centro: 𝐼 =
𝑀∗𝑅²
2
Momento de inércia
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Exercício 3:
Suponhamos um conjunto de três bastões rígidos de 1 m de comprimento e
massa desprezível, mas muito resistentes, conforme figura abaixo. Eles são
presos pelo centro em um eixo que gira com velocidade angular constante. No
bastão A são inseridos 3 kg de massa em cada extremidade, no bastão B são
Momento de inércia
inseridos 1,5 kg em cada ponta, e mais 1,5 kg entre a
extremidade e o eixo de giro, e por fim, coloca-se 1 kg
nas extremidades e 1 kg a cada terço da distância até o
eixo de rotação do bastão C.
Qual das 3 configurações a rotação é mais fácil?
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DESAFIO!!!!
Calcule o momento de inércia de uma placa fina, que
apresenta aresta igual a 0,8 m e massa de 1,2 kg, que
contem uma partícula em cada extremidade com
massa igual a 1,3 kg cada.
Considere:
- momento de inércia de uma placa fina, girando ao
redor de seu centro:
𝐼 =
1
12
∗ 𝑀 ∗ (𝑎2 + 𝑏2)
Momento de inércia
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Energia cinética
3) Calcule a energia cinética de rotação de uma pequena esfera de massa
0,4kg e velocidade angular 3,8 rad/s, presa a um fio muito leve de
comprimento 1m.
4) Calcule o momento de inércia de uma roda que tem uma energia cinética de
24.400 J quando gira a 602rpm.
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Energia cinética
5) Uma pequena usina hidrelétrica possui um gerador com momento de
inércia I = 30.000 t . m² e trabalha com uma frequência de 150 rpm. O objetivo
da companhia é que o conjunto dos geradores
trabalhe continuamente com uma energia cinética
de rotação de 3,7 . 1010 J. Quantas turbinas
precisarão ser instaladas na usina?