Fisica Experimental I

Introdução Teórica

Em Mecânica, 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. O rolamento é a combinação do movimento de rotação e translação, por exemplo, o movimento da roda de uma bicicleta, que gira em torno do seu eixo central e se desloca para frente e para trás.

Dado um objeto que possui distribuição de massa com simetria cilíndrica ou esférica, seu momento de inércia é dado pela equação:

I = β M R² Unidade (kg . m²) β vale 1 para aros, ½ para Cilindros e 2/5 para esferas. M é a massa e R o raio.

No caso do nosso experimento, iremos considerar um objeto de seção circular que desce uma rampa rolando, ou seja, sem deslizar.

Considerando a conservação da energia mecânica, se o ojbeto desce a rampa a partir do repouso, ou seja, com velocidade inicial Vo = 0, sua velocidade pode ser calculada da seguinte maneira:

Emecinicial = Emecfinal

Ep = Eclinear + Ecangular

Mgh = 1/2 mv2 + 1/2Iw2

V2 = 2gsenox/(1+B)

Parte Experimental

Procedimentos

Colocar o ângulo de inclinação da rampa igual a 5° com a horizontal. Soltar o objeto observando a marcação de início e término na contagem do tempo.

O valor de Beta é sensível a precisão das medidas de tempo e de distância. Fazer cinco medidas de distância diferentes para o objeto e em cada distância medir o tempo do percurso 5 vezes para minimizar o erro.

Sendo a rampa reta e considerando a força de atrito a mesma durante todo o percurso, a força resultante sobre o volante será constante e, portanto , sua aceleração também será constante.

Isso possibilita o cálculo da velocidade e da aceleração do volante pelas fórmulas de Cinemática para o MUV.

X = ½ at² e v = at (x é o deslocamento, a a aceleração, t o tempo e v a velocidade).

A partir das distâncias e dos tempos médios calcular a velocidade final dos objetos no final de cada percurso.