Relat Rio

Rotação de corpos rígidos

1. Resumo
Estudar a conservação de energia envolvendo rotações de corpos rígidos.
2. Introdução
2.1. Energia cinética de rotação
A energia cinética de um sistema de partículas, , pode ser expressa pela soma de dois termos: (1) a energia cinética associada ao movimento do centro de massa

Equação 1 onde é a massa do corpo rígido; e (2) a energia cinética associada ao movimento das partículas do sistema em relação ao centro de massa

Equação 2 onde e são a massa e a velocidade, respectivamente, da -ésima partícula. A velocidade se move com uma velocidade

Equação 3 onde é a velocidade angular e a distância da -ésima partícula ao de eixo rotação. Substituindoa equação 3 na equação 2:

Equação 4

Assim, a energia cinética de um corpo rígido com o eixo de rotação passando pelo centro de massa é:

Equação 5
2.2. Conservação de energia
A energia mecânica de um corpo é igual à soma das energias potenciais, U, e cinética, K, dele.Então:

Equação 6
Qualquer movimento é realizado através de transformação de energia. Podem-se resolver vários problemas mecânicos conhecendo os princípios de conservação de energia.
Quando são consideradas somente forças conservativas, a energia mecânica é conservada, então:

Equação 7

Equação 8
3. Objetivos
Estudar a conservação de energia mecânica em sistemas envolvendo a energia cinética de rotação de corpos rígidos.
4. Materiais utilizados
Os materiais utilizados no experimento foram diferentes para as duas partes: (1) trilho de plástico e uma esfera maciça; e (2) trilho de metal e um disco de madeira.
5. Procedimento experimental
5.1. Parte I
Primeiramente, apoiou-se uma extremidadedo trilho de plástico a uma altura e a anotou. Então, soltou-se a esfera da extremidade do trilho elevada, ou seja, da altura , e, com auxílio de um cronômetro, anotou-se o tempo do ponto até a base.
5.2. Parte II
Analogamente à parte I, apoiou-se uma extremidade do trilho de metal a uma altura e a anotou. Após