CINÉTICA E DINÂMICA E ROTAÇÃO DE CORPOS RÍGIDOS
Por: Lmsp • 28/2/2016 • Trabalho acadêmico • 2.751 Palavras (12 Páginas) • 1.975 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA - UFOB
CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE LUÍS EDUARDO MAGALHÃES
Julie Priscilla Souza dos Santos
Luanna Mara Silveira Praxedes
Cinética e Dinâmica de Rotação de Corpo Rígido
Luís Eduardo Magalhães
Fevereiro / 2016
Julie Priscilla Souza dos Santos
Luanna Mara Silveira Praxedes
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Cinética e Dinâmica de Rotação de Corpo Rígido
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Física Experimental II, no Curso de Engenharia de Produção, na Universidade Federal do Oeste da Bahia.
Prof. Climério Soares
Luís Eduardo Magalhães
Fevereiro/2015
RESUMO
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O presente trabalho é um estudo da dinâmica de rolamento de corpo rígido sobre um plano inclinado, neste caso, uma esfera maciça. Foram feitas coletas de dados em laboratório utilizando aparato experimental apropriado. Os dados foram tratados estatisticamente e matematicamente a fim de se obter equações que descrevam o movimento e seus respectivos desvios. Com os dados foi possível obter as equações desejadas e suas incertezas. Foi verificada também a conservação de energia do movimento, verificando a ausência de dissipação de energia por parte da força de atrito, ficando esta dissipação atribuída à resistência do ar. Os momentos de inércia teórico e experimental foram comparados e seus resultados foram tidos como razoáveis se considerado os fatores adversos à quais estão sujeitas verificações experimentais.
Palavras-chave: Relatório Experimental, dinâmica de corpo rígido, rolamento.
SUMÁRIO
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RESUMO......................................................................................................ii
1 INTRODUÇÃO..............................................................................................1
1.1 OBJETIVO GERAL......................................................................................1
1.1.1 Objetivos específicos.................................................................................1
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.................................................................... 2
3 MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................ 5
3.1 Materiais Utilizados...................................................................................5
3.2 Procedimento Experimental.....................................................................5
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES.................................................................. 7
5 CONCLUSÕES............................................................................................. 10
REFERÊNCIAS............................................................................................. 1
ANEXOS....................................................................................................... 1
1 INTRODUÇÃO
O rolamento, tido como a combinação do movimento de rotação e translação de um corpo rígido, é muito comum no dia-a-dia, nas rodas das bicicletas, pneus de carros e outros sistemas que possuam movimento de rotação/translação.
O presente relatório descreve a prática na qual é estudada a cinética e dinâmica de rotação de um corpo rígido, neste caso, uma esfera metálica maciça.
O experimento de rolamento sobre plano inclinado realizado tem como principal objetivo de aferir as equações de posição, velocidade e aceleração do centro de massa que descrevem o fenômeno.
Com os dados experimentais coletados também é realizado o estudo da conservação de energia, verificando se no movimento combinado de rotação e translação há dissipação de energia, ou não. O momento de inércia também pode ser verificado experimentalmente, fazendo uso de relações físicas já estabelecidas.
De modo geral, esta produção acadêmica tem como finalidade estudar e verificar experimentalmente as forças que atuam em um sistema esfera-rampa e os conjugados de força produzidos no rolamento.
1.1 OBJETIVO GERAL
Determinar as equações do deslocamento, da velocidade e da aceleração do centro de massa de uma esfera rolando em um plano inclinado.
1.1.1 Objetivos específicos
- Aferir o valor do momento de Inércia da esfera teórico e experimentalmente;
- Verificar se há conservação de energia teórica e experimentalmente;
- Comparar as grandezas verificadas experimentalmente e teoricamente.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Em vários fenômenos físicos é possível observar um rolamento sem deslizamento ou rolamento puro. Nos quais em uma revolução completa do corpo cada ponto de sua periferia terá entrado em contato com um único ponto do plano no qual o movimento está ocorrendo (NUSSENZVEIG, 2002). Consideremos uma esfera rígida de Massa M, que rola sobre um plano inclinado a um determinado angulo θ como mostra a figura 1.
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Figura 1. Rolamento sobre um plano inclinado
Uma esfera é um exemplo de corpo rígido, ou seja, um corpo onde todas as particulas mantem uma distancia fixa entre si sob a açao de uma força ou torque. Distinguem-se dois tipos de movimento de um corpo rígido, o de translação, quando todas as partículas descrevem trajetórias paralelas entre si, e rotação, na qual todas as partículas descrevem trajetórias circulares em torno de um eixo de rotação. (ALONSO E FINN, 1972). Nenhum corpo real é perfeitamente rígido, as equações aqui apresentadas descrevem uma aproximação idealizada para movimentos de corpos reais. (SYMON, 1996).
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