dinâmica rotacional

Páginas: 11 (2686 palavras) Publicado: 16 de maio de 2014
Universidade Federal de São Carlos – Campus Sorocaba

DINÂMICA ROTACIONAL

Cássia Cristina Campos Duarte – R.A.: 475254
Profª. Adriana de Oliveira Delgado Silva
Departamento de Física – Universidade Federal de São Carlos, Campus Sorocaba
Itinga – 18052- 780 – Sorocaba – SP - Brasil
e-mail: cassia_cristy@hotmail.com.

Dezembro/2013
Sorocaba-SP

RESUMO
Este relatório engloba textosexplicativos e gráficos a respeito da experiência de
dinâmica rotacional. Esta realizada em laboratório com um aparato com polia, disco,
barbante, massas, anel e software. Através da base teórica sobre o assunto, foram
revistos os conceitos fundamentais como as leis de Newton (primeira e segunda lei),
conceitos de movimentos de rotação, velocidade angular e aceleração angular, teorema
doseixos paralelos, para assim, compreender a importância e os princípios da Dinâmica
Rotacional. A partir da experiência, os resultados foram analisados e foi feita a relação
dos conceitos teóricos com o experimento e calculadas as diferenças percentuais,
justificando-se as pequenas diferenças de resultados encontradas nos gráficos.

Palavras-chave: Velocidade angular; Aceleração Angular; Momentode Inércia;
Dinâmica Rotacional; Torque..

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1. Objetivos
Tem-se por objetivos através de realização do experimento, determinar o
momento de inércia de diferentes corpos (anel e disco) e confrontar valores
experimentais com teóricos.
2. Introdução teórica
A velocidade de um corpo em movimento circular pode ser medida por um
ponto fixo em qualquer parte desse corpo, tal ponto descreveuma circunferência com
velocidade ω, que ao girar descreve um ângulo θ em um espaço de tempo. Tal
velocidade é medida através da razão do ângulo pelo intervalo de tempo, e é chamada
de velocidade angular. Quanto maior a velocidade angular, maior será o ângulo
descrito por intervalo de tempo, ou seja, mais rápido o corpo gira.

Onde:

(Equação 1)

ω = Velocidade Angular; dθ = Ângulo medidoem radianos e dt = Intervalo de
tempo.
A aceleração angular de um corpo é definida pela razão entre velocidade
angular do corpo, ou partícula pelo intervalo de tempo. Tem como unidade de medida
rad/s².
α = ∆ω

(Equação 2)

∆t
Sendo a aceleração angular constante, tem-se:
Ω = ωο + αt

(Equação 3)

∆θ = ωο + αt²

(Equação 4)

Ω² = ωο² + 2α∆θ (Equação 5)
∆θ = ½∆ωt

(Equação 6)∆θ = ωt + ½αt² (Equação 7)
O Momento de inércia (I), em relação a um eixo fixo, é uma grandeza física,
escalar, que mede a inércia de rotação de um corpo, isto é a medida de oposição do
corpo à variação da velocidade de rotação, se refere a uma idéia de que a inércia

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depende do modo em que foi distribuída no espaço. Seu cálculo é dado pela
multiplicação da massa do corpo peloquadrado da distância até o eixo de rotação (r).
Há várias maneiras de se movimentar um objeto, em todas elas tem-se que
avaliar dois elementos fundamentais: a força utilizada no movimento e a distância
percorrida. O torque é definido por esses dois elementos, porém eles serão aplicados e
avaliados em relação a um eixo de rotação.
No torque a força é aplicada em um objeto, sendo ela suficientepara
movimentá-lo, ele se movimentará em torno do eixo de rotação, criando assim o torque.
A distância nesse caso será a distância entre o eixo de rotação e algum ponto do objeto,
ou seja, o raio.
O torque nada mais é que a tendência do corpo a girar ao redor de um eixo fixo.
A distância e a força aplicadas são grandezas vetoriais, sendo assim o torque também
uma grandeza vetorial. Seria,então, a definição para o torque:
τ=rxF

(Equação 8)

Mas deve-se avaliar que não será toda a força aplicada que irá influenciar o
movimento, afinal trata-se de uma rotação. Para calcular o momento de inércia de um
corpo em relação a um eixo qualquer, é útil o teorema de Steiner, também chamado de
Teorema dos eixos paralelos:
O momento de inércia de um corpo em relação a um eixo qualquer (τ)...
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