fisica do continuo

BC 1319 – Laboratório de Física do contínuo

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

Laboratório de Física do Contínuo
BC 1319

Determinação da Inércia Rotacional de objetos

Universidade Federal do ABC - UFABC

BC 1319 – Laboratório de Física do contínuo

Experimento: Determinação da Inércia Rotacional de objetos
Introdução
O objetivo deste experimento é encontrar o momento de inércia de um anel e de um disco e verificar experimentalmente que estes valores correspondem aos valores teóricos. Um torque conhecido é aplicado à polia do sensor de rotação, fazendo um disco e um anel girar. A aceleração angular resultante é medida utilizando-se a inclinação do gráfico da velocidade angular versus tempo. O momento de inércia do conjunto formado pelo disco e o anel é calculado a partir do torque e da aceleração angular. O procedimento é repetido para o disco sozinho para se encontrar as inércias de rotação do anel e do disco separadamente.

Teoria
A inércia rotacional, I, de um anel é dada por
I



1
2
M R12  R2
2



(1)

onde M é a massa do anel, R1 é o raio interno do anel e R2, seu raio externo.
A inércia rotacional de um disco é dada por
I

1
MR 2
2

(2)

onde M é a massa do disco e R, o seu raio.
Para se determinar experimentalmente a inércia rotacional do anel e do disco, um torque conhecido é aplicado ao anel e ao disco, e a aceleração angular resultante, , é medida.
Como ,
I




(3)

onde  é o torque produzido pelo peso pendurado pelo fio, que é enrolado em torno da polia de 3 níveis do sensor.
Por outro lado,
 r . T

(4)

onde r é o raio da polia na qual o fio é enrolado e F é a tensão no fio quando o aparelho está girando. Além disso, a = r, onde "a" é a aceleração linear do fio.
Aplicando-se a Segunda Lei de Newton para a massa suspensa, m, obtém-se (veja a
Figura 2):
F  mg  T  ma

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(5)

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