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FÍSICA EXPERIMENTAL I

NOME:
TURMA/HORÁRIO :

1)Título

Rolamento de corpos rígidos

2)Objetivos

Analisar o movimento de um corpo rígido, estudando este movimento como um movimento conjunto de rotação e translação

3)Modelo Teórico

Pela conservação da energia mecânica, Ei=Ef, onde Ei=mgh e Ef= Ktrans+ Krot= 1/2(mVcm²)+1/2(Icm.W²). Sabemos que o momento de inércia de uma esfera(consideremos na como corpo rígido) é Icm=2/5 MR² e, pela condição de não deslizamento e sabendo que a esfera não encosta no fundo da calha, Vcm= WR W=Vcm/R. Logo, Krot=1/5mR² Vcm²/r² e, igualando Ei=Ef, temos que, mgh= 1/2(mVcm² + 2/5 mR² Vcm/R²), tem-se a velocidade do centro de massa, no momento em que a esfera deixa a calha:

A partir deste momento, utilizando as equações de lançamento de projétil e considerando tq como o tempo de queda da esfera, temos que:

4)Procedimento experimental

Na realização do experimento, é utilizada uma canaleta com um trecho inclinado e um horizontal. Uma esfera considerada rígida então, rola sobre a canaleta até atingir o seu final, um movimento de projétil até tocar o chão.
Com um paquímetro, são medidos R e 2d, como mostrado no modelo teórico(a incerteza dada pelo paquímetro é de ± 0,05 cm). Com uma régua milimetrada(incerteza= ± 0,1 cm), são medidas as alturas H e h(a esfera será largada de 5 alturas h diferentes).
Para realizar as medições do alcance A, é colocada uma folha branca no chão, alinhada com a canaleta, com papel carbono por cima. Ao chegar no chão, a esfera deixa então, uma marca no papel, possibilitando a medida de A com uma régua milimetrada.
A esfera é, finalmente largada de cinco alturas diferentes, deixando assim, cinco marcas na folha, as quais medimos para obter os respectivos alcances.
Com os dados coletados, pode-se então, criar uma tabela com os valores de h, A e A², e suas incertezas. Através desta tabela, foi possível construir um gráfico