Rotação
A rotação é um fenômeno físico comum que envolve objetos girando em torno de um eixo fixo. Ela é uma parte importante da mecânica e desempenha um papel fundamental em nossa compreensão do movimento de objetos sólidos. Quando um objeto gira, cada ponto ao longo de sua circunferência descreve uma trajetória circular, e a análise desse movimento é essencial para muitas aplicações, como engenharia, física e astronomia.
Para entender a rotação, é necessário conhecer conceitos como momento de inércia, torque e conservação do momento angular. O momento de inércia é uma medida da resistência de um objeto à mudança de seu estado de rotação e depende da distribuição de massa do objeto. O torque é a força aplicada a uma distância do eixo de rotação e é responsável por alterar a velocidade angular de um objeto. A conservação do momento angular é um princípio fundamental que afirma que, em um sistema isolado, o momento angular total permanece constante, a menos que um torque externo seja aplicado.
No contexto dos vestibulares, é importante entender como calcular o momento de inércia de objetos simples, como discos e barras, e como aplicar a segunda lei de Newton para rotação. Além disso, a rotação está presente em problemas que envolvem roldanas, pêndulos e movimento angular de partículas, sendo necessário saber como resolver esses tipos de questões.
Exercício Resolvido
Um disco uniforme com raio 
e massa 
está girando com uma velocidade angular de 
. Qual é o momento de inércia desse disco?
Solução: O momento de inércia de um disco uniforme é dado por 
, onde 
é a massa do disco e 
é o raio do disco. Substituindo os valores conhecidos, temos 
. Portanto, o momento de inércia do disco é 
.
Alternativas:
- (a) 0,5 kg·m²
- (b) 1,0 kg·m²
- (c) 0,25 kg·m²
- (d) 2,0 kg·m²
- (e) 0,125 kg·m²
Exercícios Propostos
1. Uma barra uniforme de 
de comprimento e 
de massa gira em torno de um eixo perpendicular a ela no meio de seu comprimento. Qual é o momento de inércia da barra em relação a esse eixo?
- (a) 2 kg·m²
- (b) 0,5 kg·m²
- (c) 4 kg·m²
- (d) 1 kg·m²
- (e) 0,25 kg·m²
2. Uma roda com raio 
e momento de inércia 
está girando com uma velocidade angular de 
. Qual é a energia cinética rotacional da roda?
- (a) 0,6 J
- (b) 0,3 J
- (c) 0,18 J
- (d) 0,36 J
- (e) 0,12 J