Lab4_roteiro (1)

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FIS01181 EXPERIMENTO 4 – Cinemática da Rotação 
 
Nome: ________________________________________________________ Cartão: ______________ Turma: ____ 
O objetivo deste experimento é verificar as relações básicas entre as variáveis do movimento circular uniformemente 
variado de um aro em torno de um eixo fixo, trabalhando com gráficos para verificar a equação 𝜃 = 𝜃0 +𝜔0𝑡 +
1
2
𝛼𝑡2. 
O sistema consiste em um aro, preso por hastes a um 
núcleo, em torno do qual está enrolado um fio. Na outra 
extremidade do fio, está preso um gancho com massas, 
cuja massa total deve ser 100g. Quando a massa é liberada, 
o fio traciona o conjunto, produzindo um torque sobre o 
núcleo. Enquanto a massa cai, o aro gira com a mesma 
aceleração angular (constante) do núcleo, por estar preso a 
ele pelas hastes. Quando a queda da massa é interrompida 
(ao atingir o banco, no caso desse experimento), o fio 
deixa de causar torque sobre o núcleo e o movimento do 
sistema núcleo+hastes+aro passa a ser aproximadamente uniforme. Duas medidas de tempo devem ser feitas: uma 
desde o início do movimento (sistema é solto do repouso) até a massa atingir o banco, ou seja, enquanto o movimento 
é acelerado. Outra do momento que a massa atinge o banco (instante final do intervalo anterior) até o aro completar 
uma volta (2 radianos) depois disso, ou seja, quando o movimento NÃO é mais acelerado, mas aproximadamente 
uniforme. Enquanto um aluno fica responsável por medir o primeiro tempo, outro aluno deve ficar responsável por 
medir o segundo tempo, usando os cronômetros disponíveis no laboratório e/ou o cronômetro do celular. 
 Gire o aro até que a massa toque no banco, deixando ela sustentada pelo banco, mas com o fio esticado. Use 
as fitas coladas no aro e a haste metálica sobre a mesa para marcar essa posição de referência do sistema. 
 A partir da posição de referência, gire o aro, enrolando o fio, do ângulo  desejado (primeira coluna da 
tabela 1). Solte o aro e meça dois tempos: a) tempo “t” para completar o deslocamento  (desde que é solto 
até a massa atingir o banco) – esse tempo deve ser anotado na tabela 1. b) tempo “t” para completar uma 
volta logo após a massa atingir o banco – esse tempo deve ser anotado na tabela 2. Repita o procedimento três 
vezes e calcule os valores médios para “t” e “t”. Calcule também 𝑡̅2 na tabela 1 e 𝜔 = 2𝜋 ∆𝑡̅⁄ na tabela 2. 
 Repita os passos anteriores para os outros valores de  listados na primeira coluna da tabela 1. 
Tabela 1 Tabela 2 
 (rad) t1 (s) t2 (s) t3 (s) 𝑡̅ (s) 𝑡̅2 (s
2
) 
0 -- -- -- -- -- 
 
2 
3 
4 
5 
 
1. Gráfico  vs �̅�𝟐 – faça o gráfico de  em função de 𝑡̅2 (cuidado com a escala horizontal!). Trace uma reta 
que melhor represente o conjunto de pontos no gráfico. Escolha dois pontos que estejam exatamente sobre a 
reta (não necessariamente pontos da tabela) e calcule, a partir deles, a declividade da reta (declividade = 
y/x). O que o número obtido deve representar, em termos físicos? Quais as unidades dessa declividade? 
2. Gráfico 𝝎 vs �̅� – faça um gráfico de 𝜔 em função de 𝑡̅ (por que devemos usar 𝑡̅ da tabela 1?). Trace a reta que 
melhor represente o conjunto de pontos. Calcule a declividade da reta, a partir de dois pontos selecionados 
sobre ela. O que o número obtido deve representar, em termos físicos? Quais as unidades dessa declividade? 
3. Compare os resultados obtidos nos dois gráficos. O que você pode concluir a partir disso? 
4. O que aconteceria com a aceleração angular do aro se o fio fosse enrolado na parte mais larga do 
núcleo? Experimente! 
t1 (s) t2 (s) t3 (s) ∆𝑡 ̅(s) 𝜔 (rad/s) 
-- -- -- -- -- 
 
 
 
 
 
100 g 
núcleo 
aro 
FIS01181 EXPERIMENTO 4 – Cinemática da Rotação 
GRÁFICO  VS �̅�𝟐 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GRÁFICO 𝝎 VS �̅�