Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Departamento de Física - DAFIS
FÍSICA EXPERIMENTAL 1 – ROTEIRO DE LABORATÓRIO
Professor Walmor Cardoso Godoi
I)
Título: Momento de Inércia do Disco
II)
Objetivos: Determinação do momento de inércia de um disco a partir do Princípio de Conservação da
Energia
III)
Material utilizado: 1 conjunto constituído de 1 disco, massa suspensa (ms),
barbante, cronômetro, trena, trena, fita adesiva, balança, etc.
IV)
Procedimento:
1) De posse de um fio inextensível, enrole o mesmo de forma que não deslize ao liberar a
massa suspensa. O comprimento deve ter suficiente para que uma de suas
extremidades ao ser enrolada no disco, dê uma volta no disco e na outra extremidade a
massa suspensa ms, passe pelos dois sensores.
2) Meça o tempo que o disco leva para dar uma volta (período T). T=________ s
3) Meça com a trena a altura de queda h (m), da base inferior da massa suspensa até o
meio do segundo cronômetro. h=_________ m
4)
Meça a massa do corpo suspenso na balança:𝑚𝑠 = ___________kg
5)
Observe o tempo que a massa suspensa leva para percorrer a distância
(∆d=_____) entre os dois sensores no cronômetro. Repita este procedimento TRÊS vezes
e calcule a média do tempo de queda; ∆𝑡 = ________
6)
Calcule a velocidade média através de:
∆𝑑
𝑣=
∆𝑡
7)
A partir dos dados obtidos:
Calcule o momento de inércia experimental do disco a partir da lei de conservação de energia mecânica, lembrando que há
movimento de translação e rotação.
𝐸𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 𝐸𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
𝐸𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 = 𝐸𝑐𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑟𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 + 𝐸𝑐𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙
1
1
2
𝑚𝑠 𝑔ℎ = 𝑰𝑪𝑴,𝒅𝒊𝒔𝒄𝒐 𝜔𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
+ 𝑚𝑠 𝑣 2
2
2
onde
𝜔𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝜔𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
2
𝜔
2𝜋
𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 0
=
𝑇
2
4𝜋
𝜔𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 =
𝑇
𝜔=
𝑰𝑪𝑴,𝒅𝒊𝒔𝒄𝒐 = _________
8)
O momento de inércia de um disco homogêneo com eixo de rotação passando pelo seu centro de massa é ½ mr2.
Utilize este valor teórico para comparar com o valor obtido em 7.