Movimento de rotação e translação

Química Bacharelado

Movimento de rotação e translação

Física Experimental I
13/12/2010

Introdução
Em sistemas isolados, ou seja, naqueles sobre os quais não ocorre ação de forças externas, observa-se que duas quantidades se conservam: a energia total do sistema e o momento linear. A Lei da Conservação do Momento Linear é uma decorrência natural da terceira lei de Newton. Esta lei é de importância fundamental para a Física e permeia os mais variados campos da Física Moderna.

As leis da Física aplicadas ao movimento de partículas cujas dimensões podem ser ignoradas são simples e bem conhecidas. Uma particular classe desses objetos macroscópicos é formada pelos corpos rígidos. Na verdade, um objeto pode ser chamado de corpo rígido quando as distâncias entre as partículas que o formam permanecem, macroscopicamente, constantes.
Nesse experimento, analisaremos o movimento de translação e de rotação de um corpo rígido. Em particular, obterá a respectiva Energia Cinética do cilindro que rola sem deslizamento. Para isso, será utilizado o fato que objetos rolando, sem deslizamento, podem ser considerados como girando em torno de um eixo que passa pelo seu centro de massa (CM), enquanto o CM executa um movimento de translação. Em consequência, sua Energia Cinética será composta de uma parte devido à translação e outra devido à rotação e pode ser expressa como:

em que m é a massa do cilindro, ICM é o momento de inércia do objeto em relação ao eixo de rotação que passa pelo seu CM, vCM e wCM são as velocidades do centro de massa. Se um corpo rígido for constituído de partículas discretas, pode-se calcular seu movimento de inércia teórico a partir da equação:

E momento de inércia experimental pela equação:

ICM = m – 1)

O momento de inércia total é encontrado pela seguinte fórmula:

Objetivo
Estudar o movimento de translação e rotação de sólido com simetria cilíndrica.
Procedimento Experimental