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4. Adicionalmente necessário
Metro
Cronômetro digital
5. Exemplos de experiências
5.1 Cálculo da aceleração angular
•
Coloque os pesos na barra transversal e firme-
os com os fixadores, insira a corda e enrole-a
no fuso, faça passar a corda pela polia e estire-
a, passe-a pelo gancho e mantenha a corda
sempre perpendicular ao fuso. Segure o
gancho dos pesos.
•
Dois estudantes estarão equipados com
cronômetros.
•
Solte o gancho com os pesos.
•
Um estudante cronometrará o tempo que a
massa demora em chegar ao solo depois que
se a solta.
•
Enquanto a massa toca o solo, o seguinte
estudante começará a cronometrar o tempo
que a barra transversal demora em dar dois
giros. Assegure-se que a medição é realizada
antes que a fricção diminua a velocidade do
aparelho.
•
Calcule a velocidade angular ω da barra
transversal, em radianos por segundo, tendo
em conta que uma rotação equivale a 2π
radianos.
•
A aceleração angular resulta da equação:
∆
ω
α
=
t ∆
∆ω é o valor calculado de velocidade angular
final (a inicial era cero) e ∆t é o tempo que a
massa demora em chegar ao solo.
•
Repita a medição várias vezes e analise os
resultados.
•
Mude o peso do gancho, o da barra e a posição
do peso na barra e compare os efeitos dessas
mudanças sobre a velocidade angular.
Elwe Didactic GmbH • Steinfelsstr. 6 • 08248 Klingenthal • Alemanha •
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburgo • Alemanha •
8401550
U11902
Sob reserva de alterações técnicas
5.2 Cálculo do par de giro
O par de giro pode ser calculado de forma teórica e
de forma experimental. Posteriormente compare
ambos valores. Siga os mesmos passos que no
ponto 5.1.
O par teórico resulta da equação:
τ
=
=
θ
r
F x
rF
sin
θ
=
90
porque o fio é perpendicular ao rádio do
aparelho. r é o rádio do fuso. F = mg, onde m é a
soma dos pesos estriados e o gancho. Assim, o par
de giro teórico resulta de:
τ
=
rmg
•
Para obter o par experimental, calcule
primeiro a aceleração angular servindo-se dos
métodos descritos no ponto 4.1.
•
Calcule o momento de inércia medindo na
barra transversal a distância entre o ponto
giratório e os pesos, e aplicando a seguinte
equação:
1
=
+
2
I
M
L
barra
12
•
Multiplique a aceleração angular pelo
momento de inércia para obter o par de giro
τ I
=
α ⋅
•
Meça a mudança do par quando se modifica o
rádio do fuso e se varia a quantidade de pesos
em os ganchos.
5.3 Cálculo do momento de inércia
•
Meça o rádio do peso na barra transversal.
•
Calcule a aceleração angular como no ponto
5.1.
•
Calcule o par teórico como no ponto 5.2.
•
O momento de inércia resulta da equação:
τ
=
I
α
•
Repita a operação mantendo o peso fixado na
barra transversal e modificando o rádio.
•
Trace a curva de inércia em função do rádio.
•
Repita o procedimento mas esta vez mantenha
fixada a distância e varie o peso na barra.
Posteriormente trace a curva de inércia em
função da massa.
•
Comprovará que o momento de inércia muda
em função da equação:
I =
2
MR
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www.3bscientific.com
2
M
R
pesos
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