Corpos Rígidos e a Conservação da Energia Mecânica, Esquemas de Física

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INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS

CAMPUS PALMEIRA DOS ÍNDIOS

CURSO BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL

LAÍS MILENA PEREIRA DA SILVA

CORPOS RÍGIDOS E A CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA

PALMEIRA DOS ÍNDIOS, AL

INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS

CAMPUS PALMEIRA DOS ÍNDIOS

CURSO BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL

LAÍS MILENA PEREIRA DA SILVA

CORPOS RÍGIDOS E A CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA

Anotações acerca do desenvolvimento de prática experimental em laboratório na disciplina de Física Experimental do curso Bacharelado em Engenharia Civil do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Alagoas- Campus Palmeira dos Índios. Professor: Rodrigo Raposo. PALMEIRA DOS ÍNDIOS, AL 2023

 Posições ocupadas pelo cilindro: S0 = 40mm = 0,04m Sf = 400mm = 0,04m Desolocamento = Sf – S0 = 400-40 = 360mm = 0,36m Desnivel = 0,36 sen4° = 0,025m. De acordo com a figura 1, a seguir: Fonte: Autora. As transições dos cilindros, tanto o maciço quanto o oco, foram precisamente capturadas pelo sensor fotoelétrico ao longo do percurso de S0 a Sf. t (cilindro macoço) = 0,11s ; t (cilindro oco) = 0,13s  Velocidade da passagem: VM = Dm/t Cilindro maciço: VM = 0,05/0,11 = 0,45m/s Cilindro oco: VM = Dme/t = 0,055/0,13 = 0,42m/s Obs: o processo foi realizado três vezes, obtendo o mesmo tempo nas três passagens, tanto para o cilindro maciço quanto para o oco.  Momento de inercia cilindro maciço: Im = ½ mr² Im = 0,00003375kg.m²  Momento de inercia cilindro oco: Im = ½ m (ri² + re²) Im = 0,0000144157kg.m²  Velocidade angular dos cilindros: ω = V/r Maciço: ω = 18 π/s Oco: ω = 15,27 π/s Obs: para o cilindro oco foi utilizado o raio externo.  Valores das energias cineticas de translação para o cilindro maciço e oco: K = ½ mv² Maciço : K = 0,010935J Figura 1. Desnivel.

Oco: K = 0,0020286J  Enegia cinetica de rotação: KR = ½ Iω² Maciço: KR = 0,00544675J Oco: KR = 0,0016806753J  Energia cinetica total: K + KR Maciço: KT = 0,1638175J Oco: KT = 0,00370922753J  Variação da energia potencial: ΔU = mgΔh, U0 = mgh Maciço: U0 = 0,026J Oco: U0 = 0,0056J  Energia mecânica inicial: Emeci = U0 + KT Maciço: Emeci = 0,19J Oco: Emeci = 0,0073J 3 DESAFIO  Ao chegar na posição (arbitrada como final) Sr, o que aconteceu com a energia potencial inicial que se encontrava "armazenada" nos corpos de prova? A energia potencial inicial é transformada principalmente em energia cinética e, possivelmente, em outras formas de energia, como energia térmica devido ao atrito ou resistência do ar.  Como se relaciona a velocidade angular com a velocidade translacional do centro de massa do cilindro, durante a descida da rampa? A fórmula que expressa essa relação é: V = ω. R  Momento de inércia do cilindro sólido (maciço) (em função da sua massa e do seu raio) em relação ao seu eixo axial (eixo que passa pelos seus centros de massa)? O momento de inércia (I) de um cilindro sólido (maciço) em relação ao seu eixo axial (eixo que passa pelos seus centros de massa) é dado pela seguinte fórmula: I = ½ mr²