Física Experimental I- UFF- Relatórios

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Laboratório 10 – Rotação
Grupo: Ana Carolina Miranda, Max Luan Teixeira, Gabriela Pessanha, Lara Troise
Turma: DF
Professor: Gustavo Simões
Data: 14/07/2016
Resumo: Nessa experiência, o movimento e rotação de dois discos rígidos de raios diferentes colados um ao outro, em que , foram estudados. Os dois discos constituíram um corpo rígido, montado num eixo horizontal, onde se pode girar com atito desprezível. O movimento do sistema é provocado por uma força causada por um pequeno objeto amarrado a extremidade de um fio, cuja outra extremidade está amarrada no disco de menor raio. O objeto está sob a força da gravidade. O objeto foi solto da mesma altura por dez vezes, e a partir desses dados experimentais e da massa, foi calculado o momento de inércia dos dois discos a partir dos dados experimentais e também do método geométrico. A diferença percentual encontrada foi 1,76%.
 Objetivo da experiência:
Os objetivos desta experiência foram três: verificar a lei da conservação da energia mecânica total de um sistema onde existe um movimento de rotação, determinar o momento de inércia de dois discos concêntricos a partir de medidas de grandezas dinâmicas e determinar o momento de inércia de dois discos concêntricos pelo método geométrico.
 Dados experimentais:
	 = 870 g 0,2 g
	 = 181 g 0,2 g 
	 = 20,2 cm 0,05 cm
	 = 10,2 cm 0,05 cm
	 = 70,6 g 0,2 g
	 = 174,4 cm 0,05 cm
	=
3,34s
	=
3,25s
	=
3,12s
	=
3,06s
	=
3,28s
	=
3,10s
	=
3,16s
	=
3,16s
	=
3,09s
	=
3,22s
	 = 3,18 s 0,076 s
	-
 Cálculos:
De início, foi calculado da seguinte forma:
Após isso, foi calculado por meio da seguinte fórmula:
Onde: 
 
 
 
Sendo assim, 
Após calcular o valor de , foi calculado o valor de , por meio da seguinte fórmula:
Sendo assim, 
Por fim, foi calculada a diferença percentual, por meio da fórmula:
O valor encontrado foi 1,76%.
Análise de erros:
4.1 Erros quantitativos:
Medição da trena: 
Erros qualitativos:
Resistência do ar;
Erro na altura exata da partida;
Reflexo humano no acionamento dos cronômetros;
Velocidade inicial do disco não ser exatamente igual a zero.
4.3 Propagação de erros: 
Inicialmente, foi calculado:
O valor de foi estabelecido em 
Logo em seguida, calculamos ∆Iexp e ∆Igeo pelas seguintes equações:
Conclusões:
Em vista dos resultados encontrados para e ( e , respectivamente) e também da diferença percentual encontrada (1,76%), que foi relativamente baixa, a experiência foi condizente com os objetivos estabelecidos no início da atividade.
Questões:
Q1. Calcule a tensão no fio.
Por meio do diagrama de corpo livre:
, sendo que 
 
Q2. Obtenha a expressão , a partir da Lei de Newton.
Decompondo a força resultante, como o movimento está na direção vertical e no sentido para baixo, o peso é maior que a tração, logo, . A tração x raio da polia é igual ao trabalho, que, por sua vez, é igual ao momento de inércia x aceleração angular e a aceleração angular é igual a aceleração tangencial x raio da polia. Logo, concluímos que o momento de inércia é igual a:
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