Relatório Laboratório de Física

Introdução:

Momento de inércia é a resistência oposta de um corpo em rotação a uma mudança em sua velocidade de giro. Às vezes, recebe a denominação de inércia rotacional e desempenha na rotação um papel equivalente ao da massa no movimento linear. Neste experimento verificamos experimentalmente o momento de inércia de uma determinada barra. Para isso, utilizamos um sistema rotacional com polias, como demonstrado na figura abaixo:

[pic 1]

*portas massa, dois discos e a barra.

O porta-massas cai com uma aceleração constante, atingindo o chão em um tempo t percorrendo uma altura h, e ao determinarmos a equação  , conseguimos obter o momento de inércia da barra, o qual comparamos posteriormente com o resultado obtido da equação.[pic 2][pic 3]

Objetivo:

Determinar o momento de inércia de uma barra retangular a partir de um sistema rotacional com polias e compará-lo.

Teoria:

O momento de inércia de um objeto depende de sua massa e da distância da massa ao seu eixo de rotação. Simbolicamente é dado por:

Onde [pic 4] é o momento de inércia, M é a massa do corpo e R é a distância do corpo ao eixo de rotação. [pic 5]

Outro conceito importante que é utilizado neste experimento é o de momento de força ou torque, que é a medida do efeito de rotação causado por uma força. Ela é igual à grandeza da força multiplicada pela distância ao eixo de rotação, medida perpendicularmente à direção da força. Assim, temos que:

        
[pic 6]

        Onde [pic 7] é o torque, Ft é a componente da força tangencial à rotação, e r é a distância perpendicular à direção da força.

        Assim como no movimento retilíneo, onde a força é relacionada com a aceleração através da Segunda Lei de Newton, o torque e a aceleração angular também possuem uma relação, chamada de Segunda Lei de Newton para o Movimento Angular, dada por:

        
[pic 8]

         Onde [pic 9] é o torque, I é o momento de inércia do corpo e [pic 10] é a aceleração angular do corpo.

Métodos do Experimento:

*Materiais Utilizados:

- Sistema rotacional com polia (mostrado na figura).

- Porta-Massa

- Fio

- Cronômetro

- Uma barra retangular

- Trena

- Balança

- Paquímetro

Procedimento Experimental:

Foi realizado o experimento da seguinte forma: medimos o valor do porta-massa junto com os pesos na balança, medimos a largura e o comprimento da barra e amarramos o porta-massa com o fio ao sistema rotacional medindo 5 alturas diferentes, para cada altura foram realizadas 10 medidas de tempo soltando o porta-massa até o chão. Tudo isso, com apenas dois discos presos no sistema. Ao finalizarmos, fizemos o mesmo processo só que com a barra junta aos discos. Ao determinarmos os dois momentos de inércia do sistema (com a barra e sem a barra), subtraímos os dois valores e chegamos ao nosso resultado. Após feito este procedimento comparamos o valor obtido à equação mencionada anteriormente.