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Flashcard FC279313

O que ocorre com o torque em relação ao centro e com o momento angular quando a força é central?

Dinâmica

CEBRASPE (CESPE) · 2025

De acordo com o assunto Física: Dinâmica, responda:

O que ocorre com o torque em relação ao centro e com o momento angular quando a força é central?
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Resposta

Torque nulo em relação ao centro; portanto o momento angular é conservado.

Explicação:
Se a força é central, ela é paralela ao vetor posição, logo \( \boldsymbol{\tau}=\mathbf{r}\times\mathbf{F}=0\).
Como \( \dfrac{d\mathbf{L}}{dt}=\boldsymbol{\tau}\), segue \( \dfrac{d\mathbf{L}}{dt}=0\), logo \( \mathbf{L}=\mathbf{r}\times\mathbf{p}\) é constante no tempo.
Em coordenadas polares isso dá \(L=m r^{2}\dot{\theta}=\text{constante}\).

Exemplo:
Considere uma partícula sujeita a uma força elástica central \( \mathbf{F}=-k\mathbf{r}\).
Aqui \( \boldsymbol{\tau}=\mathbf{r}\times(-k\mathbf{r})=0\), então \(L\) é conservado.
Assim \(L=m r^{2}\dot{\theta}=\) constante, o que implica conservação da velocidade angular areal mesmo se \(r(t)\) variar.




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