Movimento Circular Uniforme

(UECE) Um automóvel desce uma rampa, com velocidade constante. Considere que o pneu tem diâmetro 60 cm e que gira sem deslizar. Se o tempo para o pneu dar uma volta completa for 0,314s, a velocidade do carro, em m/s, será de? (π=3,14)

Eu sei que quando o pneu girar uma volta completa, o carro anda 2πR, então a velocidade do carro será de V=2πR/T=(2*3,14*0,3)/0,314=6m/s, que é a resposta.

No entanto, pensando em centro de rotação instantâneo, a velocidade instantânea de um ponto na extremidade do pneu é V; do centro, V/2. Por que então a velocidade do carro é a mesma do que a de um ponto no extremo da roda (V), e não do que a do centro da roda (V/2)?

Superposição de movimento rotacional e translacional.
Acho que deveria ser assim: 

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Nessa questão a ideia disso não serve.

Eu concordo com isso, eu só não entendi o motivo pelo qual a velocidade do carro é 2vo, e não vo. Concordo com a minha resolução ali em cima, mas, pela lógica de centro de rotação instantâneo (o que pode ser explicado por essa imagem que você postou), eu não entendo porque a velocidade do carro será 2vo; ao meu entender, a velocidade do carro seria vo. O carro não teria que se mover com a mesma velocidade do centro da roda?

A velocidade do carro NÃO é 2.Vo
Ela é a velocidade Vo de translação do centro da roda.

Mas aí nessa questão, não há superposição.
A roda vai dar 1 giro em x segundos (considerando a não rotação  deslização), então percorrerá 2pi raio nesses x segundos. Acompanhe minha bela ilustração:

Elcioschin escreveu:A velocidade do carro NÃO é 2.Vo
Ela é a velocidade Vo de translação do centro da roda.

Mas aquele valor de 6 m/s que eu calculei não é a velocidade de um ponto no extremo do pneu, que é a (velocidade de rotação) + a (velocidade de translação), ou seja, 2vo? Pensando assim, a velocidade do carro deveria ser de 2vo/2=3m/s.

RioBrancoabc escreveu:Mas aí nessa questão, não há superposição.
A roda vai dar 1 giro em x segundos (considerando a não rotação  deslização), então percorrerá 2pi raio nesses x segundos. Acompanhe minha bela ilustração:

Pensando assim, eu consegui resolver a questão.

E por que não serve a ideia de sobrepor os movimentos de rotação e de translação nessa questão?

Nessa questão é pedida a velocidade do corpo, que é calculada conforme você fez.
Porém, não é pedido a velocidade instantânea da extremidade superior ou inferior.
Uma coisa é considerar um ponto na extremidade e ela se mover num movimento translacional. Outra é considerar que esse ponto gira com a roda (translação + rotação).

Certo, obrigada!

Eu estudei mais sobre isso e pude melhor em algumas coisas:
Pense nessa velocidade do extremo (6 m/s) como um único movimento (apenas o de rotação).


Mas ele não está apenas em rotação, está também em translação.

Se não houver deslizamento, a velocidade relativa do ponto extremo da roda em relação ao solo deve ser nula, pois se não estaria escorregando.
Isso só ocorre quando a velocidade de translação é igual ao de rotação do ponto extremo. Logo, a velocidade de translação é essa aí mesmo.

Em muitos exercícios de física universitários são considerados os atritos em polias.

Nesse caso da imagem, é realizado uma força na corda (que está enrolada na polia) que faz girar a polia (devido o atrito) e pede-se para calcular a energia cinética final desta. É considerado a situação de não deslizamento, assim, a força de atrito não realiza trabalho (pois é necessário um movimento relativo entre as superfícies para isso). Essa ideia facilita o cálculo de tal energia.

Espero que tenha entendido melhor agora (achei minha outra explicação meio confusa).