Momento de Inércia

Resumo Este relatório tem como principal objetivo mostrar o desenvolvimento de um experimento de momento de inércia indicando todos os resultados obtidos, abordando o conceito de momento de inércia, princípio da conservação de energia e torque.

Introdução Geral O momento de inércia é basicamente a quantidade de movimento ou momento linear. Mas a diferença é de um corpo rígido que gira em torno de um eixo fixo, e isso é definido como momento de inércia ou momento angular representado pela letra I.

Objetivos Investigar o movimento de translação e rotação de um sistema, explorar os conceitos de conservação de energia mecânica e explorar o conceito de torque.

Fundamentação Teórica O momento de Inércia (I) de um corpo rígido que gira em torno de um eixo fixo é uma grandeza análoga à massa (m) no movimento de translação. Matematicamente a equação que expressa esta grandeza é:

Quando consideramos corpos homogêneos significa que sua densidade de massa é constante, tal que escrevemos a equação em termos desta grandeza, ou seja, DM é escrita em função da densidade volumétrica p:

Para os discos do laboratório que são dois discos acoplados centralizados, teremos:

Onde M e R se referem à massa e raio do disco maior e m e r à massa e raio do disco menor. Considerando a expressão anterior como a expressão para obter o resultado do momento de inércia teórico. A unidade do momento de inércia em MKS é Kg m² e em cgs é g cm². Para obter a expressão do momento de inércia experimental, utiliza-se um sistema onde um corpo translada (massa suspensa) enquanto o outro rotaciona em torno de um único eixo fixo (dois discos homogêneos de diâmetros diferentes acoplados pelo centro em um único eixo). A massa suspensa e os discos estão conectados por um fio. Portanto, temos que a equação é obtida de duas formas (via conservação de energia mecânica e via torque), que será utilizada para os dados experimentais aferidos, em ambos os métodos, desprezando as forças