MOMENTO DE INÉRCIA E CONSERVAÇÃO DO MOMENTO ANGULAR

Resumo:

Torque ou momento de alavanca. É definido a partir da componente perpendicular ao eixo de rotação da força aplicada sobre um objeto que é efetivamente utilizada para fazê-lo girar em torno de um eixo ou ponto central conhecido como ponto pivô ou ponto de rotação. A distância do ponto pivô ao ponto onde atua uma força ‘F’ é chamada braço do momento e é denotada por ‘r’. Note que esta distância ‘r’ é também um vetor.

Consideremos que na extremidade de r há um corpo de massa m. Ao produto da força aplicada na extremidade d da alavanca pela distância da alavanca d e o seno do ângulo entre a linha sobre a qual está o braço de alavanca e a direção da força aplicada chamamos torque, ou momento de força. Um exemplo muito comum de torque é quando se aplica uma força perpendicular ao cabo de uma chave, fazendo-a girar um parafuso em torno de um ponto fixo, conforme na figura.

Introdução

O objetivo desta experiência é determinar o momento de inércia de um disco metálico e verificar o princípio da conservação do momento angular, quando o anel cai sobre o disco em rotação e encontrar seu momento de inércia.

Fórmulas usadas no experimento:

Torque em módulo,

sendo θ o ângulo entre o braço do momento e a força aplicada.

Energia cinética:

Conservação de energia: ( Ep=Ec )

Momento de inércia::

Descrição experimental

Neste primeiro experimento encontramos o momento de inércia de um disco de metal, de massa M e raio R. Soltaremos a massa M de uma altura H. Nesse instante o sistema tem uma energia potencial dada por mgh e energia cinética nula. Dispersando o atrito e a massa das polias e do fio e aplicando o principio da conservação de energia mecânica.

O momento de inércia de um disco também pode ser calculado a partir de suas dimensões física. Vamos comparar o resultado da inércia com o valor medido no torque e justificar as eventuais discrepâncias.

MATERIAIS:

Discos e anel de metal

Sensor de rotação

Base, polia e fio inextensível

massas de metal e porta - massas

Software LoggerPro

Paquímetro

Resultados

Parte 1

TABELA - Massa de cada polia

Nº de polias

Massa(g)

1

18,75

2

28,73

3

38,71

4

48,69

Com os experimentos feitos obtivemos os seguintes gráficos:

Gráfico com 2 pesos: