14/2015 – MCU e Transmissão do Movimento
1ª série
Mesa:
Laboratório de Física – Profs. Beth / Reinaldo / Monaliza
Data
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1. Objetivo – Estudar as seguintes grandezas físicas relacionadas ao movimento circular e à transmissão do
movimento: período, frequência, velocidade linear e velocidade angular.
2. Material – Cronômetro, régua, suporte de madeira, uma tira de elástico e três polias.
3. Teoria – Para um corpo em movimento circular, como na figura, podemos calcular algumas grandezas físicas

v
importantes:
Período (T) – Tempo que o corpo demora para completar uma volta.

v
R
Frequência (f) – Número de voltas que executa por unidade de tempo. Se
R
forem voltas por segundo, a unidade de medida é o Hertz (hz), e se forem
voltas por minuto a unidade é o rpm.
Velocidade Angular ()
Velocidade Linear (V)
Unidades de comprimento percorridas por unidade
É a medida da variação do ângulo central em
de tempo. Sua unidade é m/s.
função do tempo. Sua unidade é rad/s.
Para calcular a velocidade podemos fazer:
V=
Se uma volta for completada, o ângulo central será
de 360° ou 2 radianos, e por isso podemos calcular a
2R
T
velocidade angular fazendo:  =
onde R é o raio da órbita e T é o período de rotação.
2
T
Para verificar se você sabe calcular todas essas grandezas vamos fazer um exercício teórico.
Use o valor de  da calculadora.
Um corpo executa movimento circular uniforme, com velocidade constante, em torno de uma circunferência de
raio 0,50 m, executando 2 voltas por segundo. Calcule:
Período em s
Frequência em Hz
Frequência em rpm
T = 1/f = 0,5 s
2 Hz
120 rpm
Velocidade Linear em m/s
Velocidade Angular em rad/s
2  = 6,28 m/s
4  =12,6 rad/s
4. Procedimento experimental – Sobre sua bancada já deve estar um suporte de madeira com dois eixos no
qual será montado um sistema com duas polias e uma tira de elástico. Elas serão numeradas de acordo com
o seu tamanho: a menor é a 1, a média é a 2, e advinha qual é a maior?
Com esses elementos você fará duas montagens e algumas medidas. Antes de começá-las, entretanto, meça
os raios das três polias e anote os resultados na tabela abaixo.
R (cm)
Polia 1
Polia 2
5,95/2 = 2,98
9,75/2 = 4,88
Polia 3
13,80/2 = 6,90
Primeira Montagem – Polias 2 e 3
Polia 2
Algum elemento do grupo deverá girar a polia média (2). No mesmo
instante a polia maior (3) se movimenta. Isto não é incrível!
O trabalho do grupo será cronometrar o tempo de 10 rotações da polia
média (2).
Polia 3
Tempo de 10 rotações da polia 2 = 9,73 s
Calcule as seguintes grandezas físicas para o momento em que as duas polias giravam acopladas. Quando
necessário, use o valor de  da calculadora.
Atenção: o número 10 é experimental, ou seja, ele que vai mandar no número de A.S. nas tabelas.
Polia 2
Polia 3
T (s)
0,97
1,4
f (hz)
1,0
0,70
f (rpm)
60
42
V (cm/s)
2  R/T = 32
31
 (rad/s)
2  /R = 1,3
0,91
Terminados esses cálculos, o grupo deverá perceber que uma determinada grandeza física tem o
mesmo valor para as duas polias que giram acopladas. Qual é essa grandeza?
Resp.: Velocidade linear
2
Segunda Montagem – Polias 1 e 3
Polia 1
Substitua a polia média (2) da primeira montagem pela polia pequena
(1).
Repita o procedimento da parte anterior, girando agora a polia 3. Anote o
tempo de 10 rotações da polia maior e complete a tabela abaixo.
Polia 3
Tempo de 10 rotações da polia 3 = 13,22 s
Polia 1
Polia 3
0,90
1,3
1,1
0,77
67
46
33
32
6,9
4,7
T (s)
f (hz)
f (rpm)
V (cm/s)
 (rad/s)
3
5. Conclusão – Com base na experiência que realizou, responda as questões seguintes sobre o movimento de
uma bicicleta de 6 marchas que tem três catracas (polias traseiras) com diâmetros de 4,0 cm, 6,0 cm e 8,0
cm, e duas coroas (polias dianteiras) com diâmetros de 12,0 cm e 16,0 cm:
a) Estando a corrente ligada à menor catraca e à menor coroa, se dermos uma volta no pedal estaremos
comunicando quantas voltas à roda?
12/4 = 3
3 voltas
Rco . fco = Rca . fca
6 . 1 = 2 . fca
fca = 3 Hz
b) Se a corrente estiver ligando a maior catraca à maior coroa e pedalarmos a 30 rpm, qual será a frequência
das rodas?
16/8 = 2
30 . 2 = 60 rpm
Rco . fco = Rca . fca
8 . 30 = 4 . fca
fca = 60 rpm
c) Calcule a velocidade linear da bicicleta do item anterior, em m/s, se suas rodas têm raios de 30,0 cm.
V = 2  R/T = 2.3.0,3.1 = 1,8 m/s
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