Questão
Simulado ENEM
2021
Fase Única
੦ Física
੦ Física
Mecânica
Energia mecânica
Conservação de energia mecânica
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Em mecânica, o momento de inércia, ou momento de inércia de massa, expressa o grau de dificuldade em se alterar o estado de movimento de um corpo em rotação. Diferentemente da massa inercial (que é um escalar), o momento de inércia ou Tensor de Inércia também depende da distribuição da massa em torno de um eixo de rotação escolhido arbitrariamente. Quanto maior for o momento de inércia de um corpo, mais difícil será girá-lo ou alterar sua rotação. Contribui mais para o aumento do valor do momento de inércia a porção de massa que está afastada do eixo de giro. Um eixo girante fino e comprido, com a mesma massa de um disco que gira em relação ao seu centro, terá um momento de inércia menor que este. Sua unidade de medida, no SI, é quilograma vezes metro ao quadrado (kg·m²). Em mecânica clássica, momento de inércia também pode ser chamado inércia rotacional, momento polar de inércia.

Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Momento_de_in%C3%A9rcia.

Um aluno posiciona três objetos que contêm a mesma massa no topo de uma rampa. O primeiro é um cilindro maciço de metal, o segundo, um cilindro maciço feito de madeira e o terceiro, um cilindro oco de metal. Os três cilindros possuem o mesmo raio, mas diferentes comprimentos. Considere também que haja atrito suficiente para que ocorra o rolamento sem deslizamento e que todos os três corpos tenham o seu centro de massa coincidente com o eixo de simetria dos cilindros. Admita ainda que a maior influência no tempo de rolamento se dará pelas divergências nos momentos de inércia dos corpos.

Qual a relação esperada para os tempos gastos pelos objetos até chegar à parte inferior da rampa?
A
Cilindro maciço de metal = cilindro maciço de madeira = cilindro oco de metal.
B
Cilindro maciço de metal = cilindro maciço de madeira < cilindro oco de metal.
C
Cilindro maciço de metal < cilindro maciço de madeira < cilindro oco de metal.
D
Cilindro maciço de metal = cilindro maciço de madeira > cilindro oco de metal.
E
Cilindro maciço de metal > cilindro maciço de madeira > cilindro oco de metal.