RELATÓRIO LABORATORIAL DE FÍSICA EXPERIMENTAL II

[pic 1]

INSTITUTO FEDERAL DE SERGIPE

CAMPUS ESTÂNCIA

ENGENHARIA CIVIL - BACHARELADO

RELATÓRIO LABORATORIAL DE FÍSICA EXPERIMENTAL II

Momento angular do pião

ARETHA SANTOS OLIVEIRA ABREU

Estância – Sergipe

Setembro de 2017

Aretha Santos Oliveira Abreu

RELATÓRIO LABORATORIAL DE FÍSICA EXPERIMENTAL II

Momento angular do pião

Projeto experimental apresentado à disciplina de Física experimental II, como componente da avaliação parcial da Unidade I, sob a responsabilidade da docente MSc. Murilo da Silva Navarro.

Estância – Sergipe

Setembro de 2017

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RESUMO

Diante dos recursos de pesquisa e aprendizagem no instituto foi proposto aos alunos o experimento a fim de demonstrar a física por trás do brinquedo pião o qual envolve o mecanismo do momento angular já que exerce um momento atrelado ao um ponto ou eixo fixo. No caso pião seu movimento é em torno do centro de massa o que ocasiona um efeito de precessão graças ao seu formato que possibilidade um giro sobre seu eixo de gravidade, ou seja, sua ponta cuja característica pontiaguda está posicionada no momento do giro perpendicularmente ao eixo, o qual somente se mantém em equilíbrio com efeito do momento angular, até que seja provocado uma variação da localização do centro de gravidade, pois o vetor peso desempenha um papel que faz com que seja inclinado o pião. Palavras-chaves: Momento angular, precessão e giro.

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Sumário

INTRODUÇÃO        5

OBJETIVO        7

PROCEDIMENTOS        7

RESULTADOS E DISCUSSÕES        7

CONCLUSÃO        9

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INTRODUÇÃO

        

        A parte menos intuitiva da física mecânica se trata da conversação do momento angular, pois é necessária muita atenção para entender, já que é preciso usar da imaginação para destrinchar o que realmente acontece nesse movimento um quanto abstrato, este faz parte de um dos movimentos essenciais a vida que o movimento do planeta terra o qual gira em torno de seu eixo imaginário.  Logo com auxílio das grandezas rotacionais sobre um eixo que desempenha um momento que serve para calcular a quantidade de movimento de um objeto é importante para desvendar de que forma esse movimento se faz. Assim L que é a grandeza designada de momento angular é calculado como r x p, primeiro é o raio e o segundo é produto vetorial do momento linear que envolve a massa e a velocidade, dessa maneira, o caso do pião pode ser encaixado a fórmula já mencionada para calcular o momento angular do próprio, como é aplicado uma força denominada de torque por existir uma relação entre a força e o raio do pião que age internamente gerando o torque interno do movimento, o qual assume a forma de braço da alavanca calculado com o seno do ângulo formado entre a força e o próprio braço de alavanca.

        Ou seja, a mágica do pião está relacionada ao equilíbrio graças a velocidade angular, igualmente ao efeito do giroscópio, o vetor da massa pela gravidade faz com que exista uma inclinação a qual causa uma variação da localização do centro de gravidade, logo isso determina uma modificação uma variação da trajetória do giro, cujo estabelece círculos descritos de forma não uniforme até que haja a queda do pião, por tanto, vale ressaltar que a queda é diretamente proporcional ao ângulo que causa a variação e ao vetor peso, e inversamente proporcional a velocidade de giro.

        Ao passe que o giro fica em determinada variação de tempo o pião perde velocidade e o centro de gravidade se torna instável devido o atrito com o ar e também com a superfície.[pic 2]

• g: Vetor gravidade.

•    m: Massa.

•    c.m.: Centro de massas.

•    r: Vetor distância entre o centro de massas e o ponto de apoio.

•    L: Vetor movimento angular da força.

•    θ: Ângulo de inclinação do pião perpendicular ao solo.

•    Φ: Ângulo do giro, pertencente ao vetor movimento angular.

•    Α: Variação.

        

        Como a Terra o pião também apresenta um momento de precessão que nada mais do que a mudança do eixo de rotação de um objeto, pois é aplicado um momento sobre o corpo, geralmente, esta faz variar o eixo do momento aplicado e tem como resultado a rotação em torno do eixo inicial. Assim o pião em rotação seu eixo não é exatamente vertical, tem um momento que atua nele como resultado da força gravídica. Em vez de cair, o pião tem um movimento de precessão em torno de uma linha vertical, que passa através do espigão.

• A velocidade angular de precessão

[pic 3]Então para a variação do momento angular, temos:[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

 O torque será a variação temporal do momento angular, de onde podemos obter a expressão para a variação infinitesimal do momento angular:

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OBJETIVO

O objetivo geral é observar, mas também esclarecer o movimento que o brinquedo executa pois há relações físicas semelhantes ao terrestre, por isso é bastante importante compreender.

MATERIAL UTILIZADO

• Pião.

PROCEDIMENTOS

O pião tem uma corda para que seja realizada o giro, pois o pião é entrelaçado, após isso ele apesar de parado não permanece em estabilidade, já que está em movimento rotacional fica imutável por determinado instante.