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2. Descrição
O aparelho de movimento rotatório serve para
determinar a aceleração angular como uma
função do par de giro e para definir o momento
de inércia como uma função da distância do
corpo a partir do eixo e de sua massa.
Um eixo vertical, em rotação, com casquilho de
ágata, sustenta uma barra transversal que serve
para segurar os pesos.
propulsor se transfere por meio de uma polia e
uma corda enrolada num fuso do eixo.
3. Dados técnicos
Placa base:
Barra transversal:
Fuso:
Peso:
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.
A força do peso
200 mm x 140 mm
600 mm
9/18 mm Ø
aprox. 1.3 kg
1000742
U11902
•
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:
Δ
ω
α
=
t Δ
Δω é o valor calculado de velocidade
angular final (a inicial era cero) e Δt 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
velocidade angular.
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
=
=
r
x
F
rF
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
=
⋅
I
M
barra
12
•
Multiplique
a
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.
2
mudanças
sobre
θ
sin
2
2
⋅
+
⋅
L
M
R
pesos
aceleração
angular
a
pelo
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