Viscosidade

...

(7)[pic 21]

Por fim, utilizando o princípio de conservação de energia para definir a velocidade final que o volante chega ao final da rampa:

(7)[pic 22]

Onde ∆E é a variação da energia mecânica;

(8)[pic 23]

Onde ∆Ug é a variação da energia potencial gravitacional, e ∆k é a variação da energia cinética. Então:

(9)[pic 24]

Onde m é a massa do volante, g aceleração da gravidade, h altura da inclinação, vcm a velocidade do centro de massa, Icm o momento de inércia no centro de massa e w a velocidade angular. Sendo e , onde v é a velocidade do volante no final da rampa, r o raio de apoio do volante e R o raio do volante. Assim:[pic 25][pic 26]

(10)[pic 27]

Colocando as massas em evidencias, isolou-se o v para obter a velocidade. Sendo h=senӨ, Ө é o ângulo da inclinação. Então:

(11)[pic 28]

- Materiais utilizados

- Calha;

- Esfera e volante;

- Trena;

- Cronômetro;

- Paquímetro.

- Montagem experimental

Primeiramente mediu-se o comprimento total da calha, em seguida colocou-se a esfera sobre a canalha inclinada e então soltou-se a esfera para que ela percorresse a calha e durante o percurso que a esfera percorreu mediu-se o tempo necessário para que ela percorresse a distância de onde foi solta na calha. Fez-se sete variações da distância na calha onde a esfera foi solta para percorrer a distância variada. Para cada variação da distância mediu-se três vezes o tempo que a esfera levou para percorrer o percurso, e então calculou-se a média dos tempos para cada distância.

Na segunda parte do experimento, o mesmo procedimento foi feito, porém utilizando um volante. O qual foi solto de uma determinada distância na canalha e mediu-se o tempo que o mesmo levou para percorrer o percurso. Fez-se sete variações na distância a ser percorrida pelo volante, e para cada distância fez três medições de tempo.

A figura 3 exemplifica esquematicamente a montagem do experimento que foi realizado.

[pic 29]

Figura 3: esquema da montagem utilizada para determinar o momento de inércia de um volante.

- Procedimento

No experimento utilizou-se uma calha que estava inclinada horizontalmente em relação à mesa. Primeiramente mediu-se o comprimento da calha no qual foi 1 m em seguida a altura da inclinação da calha h= 0,52m. Em seguida posicionou-se a esfera na extremidade inclinada da calha e soltou-se a esfera e mediu-se o tempo que a mesma levou para percorrer a distancia total, e foram medidos três tempos e calculou-se a media dos tempos. O mesmo procedimento foi feito, porém, variando a distância a ser percorrida pela esfera.

Para o volante foi feito o procedimento idêntico ao da esfera. Sendo constantes todas as forças que atuam sobre o corpo as velocidades e aceleração do centro de massa estarão relacionadas com a distância percorridas, tempo gasto para percorrê-la por meio das equações seguintes. Onde os dados da esfera estão descrito na tabela 1 e do volante na tabela 2

e [pic 30][pic 31]

Tabela 1: Dados obtidos experimentalmente referente à esfera.

Distância (x) (±5x10-4) m

Tempo (±0,01) s

Tempo médio

v2 (m²/s²)

1,0

t1 = 2,24

t2 = 2,18

t3 = 2,21

2,21

0,82

0,9

t1 = 2,15

t2 = 2,05

t3 = 2,05

2,08

0,75

0,8

t1 = 1,66

t2 = 1,79

t3 = 1,90

1,78

0,81

0,7

t1 = 1,48

t2 = 1,73

t3 = 1,44

1,55

0,82

0,6

t1 = 1,58

t2 = 1,48

t3 = 1,61

1,56

0,59

0,5

t1 = 1,53

t2 = 1,15

t3 = 1,53

1,40

0,51

0,4

t1 = 1,34

t2 = 1,26

t3 = 1,17

1,26

0,40

Tabela 2: Dados obtidos experimentalmente referente ao volante.

Distância (x) (±5x10-4) m

Tempo (±0,01) s

Tempo médio (±0,01) s

v2(m²/s²)

1,0

t1 =