Relatorio Momento De Inercia

RESUMO

Momento de inércia expressa o grau de dificuldade de se alterar o estado de movimento de um corpo em rotação. Ele depende da distribuição da massa em torno de um eixo de rotação escolhido arbitrariamente. Quanto maior for o momento de inércia de um corpo, mais difícil será alterar sua rotação. Um corpo massivo apresenta sua tendência de permanecer em seu estado inicial de movimento com uma velocidade constante, também existe uma resistência à mudança no movimento rotacional.

O momento de inércia depende de três fatores:

Da massa do sistema;

Do modo como se encontra distribuída a massa;

Do eixo em torno do qual o sistema roda.

Já o momento angular, que é uma das principais grandezas da Física, é a quantidade de movimento associado a um objeto que executa um movimento de rotação em torno de um ponto fixo.

No decorrer do experimento vai ser determinado o momento de inércia de um disco metálico. Em seguida, verificar o princípio da conservação do momento angular quando o anel cai sobre o disco em rotação, e encontrar seu momento de inércia.

1. INTRODUÇÃO

O momento angular é a quantidade de movimento de um objeto que executa um movimento de rotação em torno de um ponto fixo. No Princípio de Conservação do Momento Angular, a variação com o tempo do momento angular total de um sistema de partículas em relação a um ponto qualquer é igual à soma dos torques associados às forças externas que atuam sobre o sistema e nesse caso, a soma dos torques é nula, nos dando um L constante. Assim podemos dizer que para um sistema isolado, onde o torque resultante das forças externas sobre o sistema é nulo, o momento angular total do sistema é constante. A equação do torque é:

τ=r×F

Os momentos angulares individuais das partículas que constituem o sistema podem variar, porém sua soma permanece constante. Se um corpo rodar em torno de um eixo que passe pelo centro de massa e se mova paralelamente a si mesmo, o momento angular em relação a esse eixo é constante se o momento das forças exteriores for nulo em relação ao centro de massa. Nos casos em que a única força exterior é o peso, o momento deste em relação ao centro de massa é nulo, se considerarmos que o centro de gravidade coincide com o centro de massa.

Já o momento de inércia é uma grandeza física associada à de rotação e depende da distribuição de massas em torno de um eixo de rotação escolhido de forma arbitraria, quanto maior o momento de inércia de um determinado corpo, mais difícil será alterar sua rotação. O Momento de Inércia é dado por:

I = ½ M . R²

Sua unidade de medida, no SI, é quilograma vezes metro ao quadrado (kg•m²).

Contribui para uma elevação do momento de inércia a porção de massa que está afastada do eixo de giro

2. DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL

Materiais Utilizados:

Discos;

Anel de Metal;

Sensor de Rotação;

Base;

Polia;

Fio inextensível;

Massas de Metal;

Porta-massa;

Software Logger Pro;

Paquimetro;

Ao iniciar o experimento, que tinha como objetivo fazer a medição do momento de inércia de um disco medimos o raio da polia e do disco utilizados com o paquímetro. Logo após soltamos a massa m de uma altura h.

Ao soltar a massa m de uma altura h, clicamos em Collect no software utilizado e paramos onde a massa para de descer e volta a subir. Anotamos os dados necessários e repetimos o processo quatro vezes. O momento de inércia do disco é calculado a partir de suas dimensões físicas, portanto deve ser comparado o valor prático do valor teórico e observado sua aproximação.

Figura 1 Montagem experimental