Kahena

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INTRODUÇÃO
O Momento de inércia mede a distribuição da massa de um corpo em torno de um eixo de rotação. Quanto maior for o momento de inércia de um corpo, mais difícil será fazê-lo girar. Contribui mais para a elevação do momento de inércia a porção de massa que esta afastada do eixo de giro. Sua unidade de medida, no SI, é quilograma metro ao quadrado (kg.m2).
Por definição, o momento deinércia, I, de uma partícula de massa, m, e que gira em torno de um eixo, a uma distância, r, dele, é:
I=m.r2
Se um corpo é constituído de n massa pontuais (partículas), seu momento de inércia total é igual à soma dos momentos de inércia de cada massa:
I=∑xi2mi
Onde mi é a massa de cada partícula e ri ou xi,é a distancia ao eixo de rotação.
Para um corpo rígido, podemos transformar essa somatórianuma integral, integrando para todo o corpo o produto da massa m em cada ponto pelo quadrado da distancia até o eixo de rotação:
I=x2dm

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

ESTUDANDO O CONCEITO DE MOMENTO DE INERCIA

Material utilizado

Varetas com contrapesos móveis, banqueta giratória, halteres de 2 kg.

Objetivos

Analisar a relação entre velocidade angular e momento de inércia de um corporígido em rotação.
Observar as variações do momento de inércia quando, em um corpo rígido em rotação alteramos a sua distribuição de massa.
Perceber experimentalmente o torque utilizando uma banqueta giratória.
Constatar a segunda lei de Newton na rotação fazendo experimentos com uma banqueta giratória e halteres.
Observar a conservação do momento angular de um corpo rígido que gira em tornode um eixo fixo.

ENSAIO 1

Procedimentos Experimentais:

- Observe as varetas que têm dois contrapesos iguais cada uma. Na Vareta I, eles estão incrustados nas extremidades, na Vareta II eles estão fixos próximo ao centro.

Segurando as duas varetas em cada mão, pelos seus centros, movimente-as rapidamente fazendo-as girar como uma batuta em movimentos angulares.

O que você observouquanto ao movimento de rotação?

( N ) A inércia de rotação é maior no caso da vareta II

( S ) A inércia de rotação é maior no caso da vareta I

( N ) As inércias de rotação são iguais em ambos os casos.

ENSAIO 2

- As varetas usadas no ensaio 1 têm dois encaixes centrais que podem ser fixados em um eixo. Faça cada uma delas girar em torno do seu centro, impulsionando-as sempreutilizando a mesma distensão da mola. Marque o tempo de uma rotação completa.

t1 = 1,25±0,01s
Tempo de uma volta
completa

t2 =O,66±O,O1s
Tempo de uma volta
completa

Supondo que nas duas situações os impulsos aplicados foram iguais e que o atrito é idêntico nos dois casos, como você explica as diferenças dos tempos de rotação?

( N ) Existe uma maior resistência à rotação quando o tempo deretardamento do movimento é maior.

( N ) Existe uma grandeza que responde pela facilidade ou dificuldade que a vareta tem de girar.

( S ) Em um corpo que gira, existe uma inércia de rotação que, entre outros
fatores, é diretamente proporcional a distribuição da massa do sistema.

ENSAIO 3

- Observe a vareta que têm dois contrapesos iguais na extremidade.

Segurando a vareta pelocentro, movimente-a rapidamente fazendo-a girar como uma batuta em movimentos angulares.

Repita o mesmo movimento segurando a mesma vareta pela sua extremidade.

O que você observou quanto ao movimento de rotação?

( N ) A inércia de rotação é maior quando segura a vareta pelo centro

( S ) A inércia de rotação é maior quando segura a vareta pela extremidade.

( N ) As inércias derotação são iguais em ambos os casos.

( S ) O momento de inércia de um corpo em rotação depende da localização do eixo em torno do qual ele gira.

Justifique sua(s) resposta(s).

Por que a massa está mais distante do eixo de rotação.

ENSAIO 4

- A vareta usada no ensaio acima tem dois encaixes, um central e outro na extremidade, que podem ser encaixados em um eixo. Faça a vareta girar...
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