Exercícios sobre aceleração angular (com questões resolvidas)

Ana Lucia Souto
Ana Lucia Souto
Professora de Física e Ciências

Resolva as questões abaixo para testar seus conhecimentos sobre aceleração angular.

Questão 1

Classifique cada uma das frases abaixo sobre aceleração angular como Verdadeira (V) ou Falsa (F) e depois escolha a alternativa correta:

I. A aceleração angular é nula no movimento circular uniforme.

II. A aceleração angular está associada com a força centrípeta e é responsável pela manutenção do movimento circular.

III. A aceleração angular está associada com a variação da velocidade angular no tempo.

a) V, V, V.

b) V, F, V.

c) F, V, F.

d) F, F, F.

Gabarito explicado

Resposta correta: alternativa b) V, F, V.

As frases I e III estão corretas.

A frase II está errada porque a aceleração angular está associada com a variação da velocidade angular e não com a força centrípeta. A aceleração que está associada com a força centrípeta e com a manutenção do movimento circular é a aceleração centrípeta.

Questão 2

A figura abaixo representa o movimento de uma partícula:

Esquema mostrando as acelerações centrípeta e tangencial do movimento circular.

Qual é o movimento descrito pela partícula?

a) Movimento retilíneo uniforme.

b) Movimento retilíneo uniformemente variado.

c) Movimento circular uniforme.

d) Movimento circular uniformemente variado.

Gabarito explicado

Resposta correta: alternativa d) Movimento circular uniformemente variado.

Observe na figura que a aceleração resultante é formada pela soma vetorial de dois componentes: a aceleração centrípeta e a aceleração tangencial.

A aceleração centrípeta está presente em todos os movimentos circulares e curvilíneos. A aceleração tangencial de um movimento curvilíneo está associada à alteração do módulo da velocidade tangencial, acelerando ou freando o movimento.

Assim, podemos concluir que o movimento da partícula é circular e uniformemente variado.

Questão 3

Uma bola se desloca em movimento circular uniformemente variado com velocidade tangencial inicial igual a 10m/s e aceleração igual a 2m/s2. Quais são, respectivamente, a aceleração e a velocidade angulares? Dado o raio da circunferência de 2 metros.

a) 2rad/s2 e 5rad/s

b) 1rad/s2 e 10rad/s

c) 1rad/s2 e 5rad/s

d) 2rad/s2 e 10rad/s

Gabarito explicado

Resposta correta: alternativa c) 1rad/s2 e 5rad/s

As grandezas lineares se relacionam com as grandezas angulares através do raio da circunferência. Para a aceleração angular temos:

alfa igual a a sobre R onde alfa é a aceleração angular (rad/s2), a é a aceleração tangencial (m/s2) e R é o raio da circunferência.

Substitindo os valores na fórmula, temos:

alfa igual a 2 sobre 2 igual a 1 rad/s2

Para a velocidade angular temos:

w igual a v sobre R

Substituindo os valores dados no enunciado vem:

w com 0 subscrito igual a 10 sobre 2 igual a 5 espaço r a d dividido por s

Questão 4

Um carro entra em uma rotatória com velocidade de 20m/s e 30 segundos depois sai da rotatória com velocidade de 30m/s. Qual é a aceleração angular do carro durante seu deslocamento na rotatória que possui raio igual a 10 metros?

a) 0,033 rad/s2

b) 0,33 rad/s2

c) 10 rad/s2

d) 1,67 rad/s2

Gabarito explicado

Resposta correta: alternativa a) 0,033 rad/s2

Essa questão pode ser resolvida de duas maneiras diferentes:

1. pela determinação primeiro das velocidades angulares e depois da aceleração angular,

2. pela determinação primeiro da aceleração tangencial e depois da aceleração angular.

Vamos usar a primeira maneira.

As velocidades tangenciais e angulares são relacionadas pela fórmula:

w igual a v sobre R

Substituindo os valores temos:

w com i subscrito igual a v com i subscrito sobre R igual a 20 sobre 10 igual a 2 espaço r a d dividido por sw com f subscrito igual a v com f subscrito sobre R igual a 30 sobre 10 igual a 3 espaço r a d dividido por s

A aceleração angular é definida como a taxa da variação da velocidade angular no tempo, ou:

alfa igual a numerador w com f subscrito menos w com i subscrito sobre denominador incremento t fim da fração que nesse caso fica: alfa igual a numerador 3 menos 2 sobre denominador 30 fim da fração igual a 1 sobre 30 igual a 0 vírgula 033 espaço r a d dividido por s ao quadrado

Questão 5

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Ana Lucia Souto
Ana Lucia Souto
Professora de Ciências e de Física da Educação Básica e do Ensino Superior, tendo iniciado a docência em 1990. Bacharel em Física, Mestre e Doutora em Biofísica e PhD em Biologia Estrutura - Universidade de São Paulo, USP.