Como jogar Corrida de volantes
- Escolha um volante e leia no cartão a puxada, o raio do carretel, o momento de inércia e o alvo.
- Calcule o torque do cordão, τ = F·r, e subtraia o atrito do mancal, se houver, para obter o torque resultante.
- Use τ_net = I·α com α = Δω ÷ t para achar o tempo, a puxada ou a posição das massas, digite e toque em Puxar.
- Observe o gráfico ω–t: um volante no ritmo atinge a linha do alvo junto com o volante de referência.
O que faz uma roda acelerar mais rápido?
Uma força resultante dá a um corpo uma aceleração, F = m·a. Do mesmo jeito, um torque resultante dá a um corpo que pode girar uma aceleração angular: τ = I·α. O momento de inércia I faz o papel da massa. Ele não depende só de quanta massa existe, mas de onde ela está: cada pedaço conta com o quadrado da sua distância ao eixo, I = Σ m·r². Por isso o mesmo torque acelera muito mais rápido uma roda com a massa perto do cubo do que uma com a massa no aro. O atrito no mancal dá um torque contra o movimento, então só o torque resultante acelera a roda. Com torque resultante nulo, a roda continua girando com velocidade constante: a primeira lei de Newton para a rotação.
Um modelo de aprendizagem focado
O volante gira em torno de um eixo fixo. O cordão puxa com uma força constante tangente ao carretel, então seu torque F·r é constante e nunca acaba. O atrito no mancal é um torque constante contra o movimento; um volante em repouso continua em repouso enquanto o torque do cordão não passar do atrito. Com torque resultante constante, α = (τ − τ_f) ÷ I é constante, então ω = ω₀ + α·t e θ = ω₀·t + ½·α·t² são calculados de forma exata, e a velocidade-alvo é atingida exatamente em t = (ω − ω₀) ÷ α. A rodada termina aí ou depois do dobro do tempo de referência. Cada massa pontual nos raios soma m·x². Roda em tempo real.