Física Geral II – FIS052 – EAD
Semana 3: Aulas 5 e 6
Professor: Adhimar Flávio Oliveira 14 de Agosto de 2014
Conteúdo
1 Instruções 1
1.1 Biblioteca Virtual . . . 1 1.2 Atividades . . . 2
2 Propulsão de um foguete 2
3 Rotação de Corpos Rígidos 2
3.1 Velocidade angular . . . 3 3.2 Aceleração angular . . . 3
4 Exercícios 4
5 Questões 4
1
Instruções
1.1 Biblioteca Virtual
Em nossa disciplina vamos utilizar a Biblioteca Virtual da Unifei. Para acessá-la vocês devem:
1. acessar o link: https://unifei.bv3.digitalpages.com.br
2. em login digite sua matrícula,
3. e na senha digite sua data de nascimento no formato ddmmaa
Caso tenha problema para acessar a biblioteca utilize o botão con-tato presente na parte superior da página.
1.2 Atividades
1. Acessar a Biblioteca Virtual da Unifei, no livro texto Young, H.D. e Freedman, R. A., Física I, Editora Addison Wesley, 12a edição, São Paulo, SP, 2008.
2. Estudar as seções 8.6 Propulsão de um foguete (página 266) e 9.1 Velo-cidade angular e aceleração angular (página 285). É muito importante refazer e entender os exemplos.
3. Resolver os exercícios e questões apresentados nas seções 4 e 5 deste texto.
4. Postar na ferramenta Portfólio em Portfólios Individuais aos exercícios e questões pedidos no item 3, compartilhando apenas com os Forma-dores. Não esqueça de associar a atividade a avalição da Semana.
Em caso de dúvidas utilize a ferramenta Correio ou o Fórum Dúvidas e Su-gestões.
Para auxiliar no estudo, no texto a seguir é apresentado um re-sumo sobre o tema abordado no livro texto.
2
Propulsão de um foguete
Estudar a seção 8.6 do livro texto (página 270).
3
Rotação de Corpos Rígidos
A maneira mais natural de descrever o movimento de rotação é medindo o ânguloθ em radianos (Figura 1).
O valor de θ( em radianos) é igual a
θ= S
r ⇒ S=θr (1)
Figura 1:
3.1 Velocidade angular
Definimos a velocidade angular média ωmz do corpo em um intervalo de
tempo ∆t=t2−t1 como sendo
ωmz =
∆θ
∆t (2)
para ∆t→0, temos a velocidade angular instantânea
ωz = lim
∆t→0 ∆θ ∆t =
dθ
dt (3)
onde o índice z indica que o objeto está girando em torno do eixo z e a unidade de velocidade angular é o rad/s.
Exemplo 1: O volante do protótipo de um motor automotivo está sendo testado. A posição angularθ desse volante é dada por
θ= (2,0rad/s3)t3. (4)
O diâmetro do volante é igual a 0,36 m a) Ache o ângulo θ, em radianos, nos instantes t1=2,0s e t2 =5,0s. b) Ache a distância percorrida por uma partícula na periferia do volante nesse intervalo de tempo. c) Calcule a velocidade angular média, entre os instante t1 e t2. d) Ache a velocidade angular instantânea para t=5,0s.
3.2 Aceleração angular
Seω1z for a velocidade angular no instantet1 e ω2z a velocidade angular no
instantet2, definimos a aceleração angular médiaαmz como
αmz =
ω2z−ω1z
t2−t1 =
∆ωz
∆t (5)
para ∆t→0, temos a aceleração angular instantânea
αz = lim
∆t→0 ∆ωz
∆t = dωz
dt (6)
A unidade de aceleração angular é o radiano por segundo por segundo, ou rad/s2.
Como a aceleração angular é a derivada da velocidade angular, α~ está orientado na mesma diração de ~ω
Exemplo 2: No exemplo anterior a velocidade angular instantâneaωzdo
volante é
ωz = (6,0rad/s
3)
t2. (7)
a) Ache a aceleração angular média entre t1 = 2,0se t2 = 5,0s. b) Ache a aceleração angular instantânea parat2 = 5,0s.
4
Exercícios
1. Um pequano foguete queima 0,0500 kg de combustível por segundo expelindo-o como um gás cuja velocidade em relação ao foguete possui módulo igual a 1600 m/s. a) Qual é a força de propulsão sobre o foguete? b) O foguete poderia se deslocar no espaço sideral, onde não existe atmosfera? Em caso afirmativo, como você faria para mudar a direção do movimento? Você poderia frear o foguete?
2. Durante um intervalo de tempo t, a turbna de um gerador gira um ânguloθ=at+bt3−ct4, onde a, b e c são constantes. a) Determine a
expressão para sua velocidade angular. b) Determine a expressão para sua acelação angular.
5
Questões
1. Qual a diferença entre a aceleração tangencial e a aceleração radial de um ponto em um corpo que gira?
2. Qual é o objetivo do ciclo de rotação da máquina de lavar roupa? Explique em termos dos componentes da aceleração.
