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Em um experimento de laboratório, uma professora demonstra a conservação do momento angular. Sentada em um banco giratório, ela segura um haltere em cada mão, com os braços estendidos. Nesse momento, o sistema (professora, halteres e banco) possui um momento de inércia inicial Ii e gira com velocidade angular ωi . Em seguida, ela aproxima rapidamente os halteres do corpo, reduzindo o momento de inércia do sistema para um quarto do valor inicial, ou seja, If = Ii / 4. Diante dessa situação, os estudantes analisam a dinâmica do movimento e fazem algumas afirmações:
I- O torque externo resultante sobre o sistema é nulo.
II- A velocidade angular final e a Energia cinética final da professora serão: ωf= 4ωi e Kf = 4Ki , respectivamente.
III- A velocidade angular final e a Energia cinética final da professora serão: ωf = 4ωi e Kf = Ki /4, respectivamente.
IV- O aumento da energia cinética final é devido ao trabalho realizado pela professora ao fechar os braços.
V- A conservação do momento angular exige que a Energia cinética do sistema tenha uma diminuição igual à diminuição do momento inércia.
É CORRETO o que se afirma apenas em:
Em um experimento de dinâmica realizado no laboratório de Engenharia Mecânica, um robô foi projetado para empurrar um bloco de 4kg, inicialmente em repouso, sobre uma superfície horizontal ideal (sem atrito). Em determinado instante, o robô aplica uma força variável sobre o bloco, colocando-o em movimento na direção horizontal. Um sensor na mão do robô registra que a força aplicada é descrita pela função F(x) = (15 – x2) N, onde é a posição do bloco em metros. Com base nessas informações, a velocidade do bloco ao atingir x = 6m, considerando sua posição inicial como x = 0 será:
O sistema mostrado na figura a seguir está em repouso.
Os fios e as roldanas são ideais, todos os atritos são desprezíveis, as esferas têm massas iguais e os blocos têm massa m e m', sendo m > m`.
Se o fio que prende a esfera da esquerda à roldana se romper, os blocos passarão a deslizar sobre o piso horizontal para a direita e a tensão no fio que prende um ao outro se tornará igual a T. No entanto, se o fio que prende a esfera da direita à roldana se romper, os blocos passarão a deslizar para a esquerda e a tensão no fio, que prende um ao outro, se tornará igual a T`.
Essas tensões T e T` são tais que: