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Ano: 2018 Banca: IF-TO Órgão: IF-TO Prova: IF-TO - 2018 - IF-TO - Professor - Física |
Q959499 Física

Em uma aula em laboratório, o professor de Física pede para seus alunos determinarem experimentalmente o valor da aceleração gravitacional local g. Para realizar essa tarefa, os estudantes manipularão um aparato mecânico conforme ilustrado da figura seguinte. O aparato é formado por um cilindro com uma seção central, de raio Ra , saindo de um tambor maior, de raio Rb . O cilindro, que está suspenso pelo seu eixo central e livre para girar, possui momento de inércia Imagem associada para resolução da questão . Um disco fino de massa desprezível é fixado ao cilindro. Um sensor S de movimento, conectado a um computador e fixado próximo ao disco, mede o valor da aceleração angular α , do disco. Dois fios são enrolados nas duas partes do cilindro. Na extremidade de cada fio está preso um bloco de chumbo de massa m . Todas as forças dissipativas são desprezadas. Antes de tomar os dados experimentais, os estudantes analisaram o problema e deduziram uma expressão matemática para calcular o valor da aceleração da gravidade local, g . Marque a alternativa que representa corretamente a expressão para determinar o valor de g .


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Alternativas

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Peço desculpas pela digitaçao,pois estou com um teclado americano...

Girando no sentido anti horario, chamando o bloco da esquerda de B e o da direita de A, temos

Pb.Rb-Pa.Ra=0

Pb=(Ra/Rb). Pa

Teorema do centro de massa

A somatoria das forças externas aplicadas ao solido e igual ao produto da massa do mesmo e a aceleracao do centro de massa

Assim, sendo T1 a tração no bloco B

Pb-T1=mb.a1, a1=Rb.alpha

Tomando mb=m, T1 pode ser escrito como

T1= -m.Rb.alpha+m.g

Agora para o bloco da esquerda A

T2-Pa=ma.a2, a2=Ra.alpha

Isolando T2 e substituindo m2=m, temos

T2=m.Ra.alpha+m.g

Agora, aplicando o teorema do momento angular, sendo I o momento de inercia

Somatoria M= I.alpha

T1.Rb-T2.Ra=I.alpha

Substituindo T1 e T2, teremos, e isolando g

g=alpha.(I/m+ Rb**2+Ra**2)/(Rb-Ra)

Alternativa E

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