Física I ⇒ Momento de Inércia e Torque

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Socrates, excelente pergunta.
O rolamento sem deslizar é um movimento muito estranho:
O atrito estático entre o plano e o disco não é superado, apesar de haver o movimento.
Então o atrito não realiza trabalho pois ele é estático.
Esse sempre é o caso quando falamos em rolar sem deslizar.

Existem duas formas de você enxergar esse trabalho.
A primeira é considerando o efeito do movimento de rotação sozinho:
Por que o círculo se desloca então se não houve superação do atrito estático?
Porque o ponto de contato do disco com o solo está parado em relação ao solo.
Para o solo, a velocidade do ponto de contato é zero.
Por isso, quando há rolamento sem deslizamento temos:
[tex3]v_{CM} = \omega R[/tex3]
De tal forma que a velocidade do ponto mais baixo é zero.
A questão é que esse ponto irá girar pela geometria do círculo e irá subir ganhando uma velocidade não nula.
Mas outro ponto chegará no contato e terá sua velocidade zerada.
Dessa forma o centro do disco se desloca, a base dele se desloca.
Mas o ponto de contato está sempre parado e por isso o atrito não precisa ser vencido.
O deslocamento é zero neste trabalho mas não é tão trivial de ver.


Outra forma de enxergar é:
O trabalho do atrito estático é igual a energia cinética rotacional: o atrito estático é quem faz o disco girar.

[Planck]

De tal forma que a velocidade do ponto mais baixo é zero.
A questão é que esse ponto irá girar pela geometria do círculo e irá subir ganhando uma velocidade não nula.
Mas outro ponto chegará no contato e terá sua velocidade zerada.

Existe uma quantidade grande de exercícios no nível médio que cobram exatamente isso.

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