3B Scientific Rotating System on Air Bed (230 V, 50__60 Hz) - Manual (Page 34)

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7. Exemplos de experiências
Para medição do tempo são recomendáveis os
seguintes aparelhos:
1 Cronômetro mecânico U40801
ou
1 Sensor de reflexo Laser U8533380
e
1 Contador digital (115 V, 50/60 Hz)
U8533341-115
ou
1 Contador digital (230 V, 50/60 Hz)
U8533341-230
7.1 Movimento rotativo uniformemente acelerado
7.1.1 Elaboração de um diagrama Ângulo de giro-
Tempo
Parâmetros recomendados:
Massa em aceleradora m
M
= 2 g
Roldana escalonada r
M
= 10 mm
Massa suplementar m
J
= 25 g Distância r
J
= 170 mm
Ângulo de rotação
ϕ = 10°, 40°, 90°, 160°, 250°
• Colocar massas suplementares na barra
transversal na mesma distância do eixo de
rotação.
• Fixar o barbante no batoque metálico do disco
rotativo e dar aprox. 5-6 voltas em torno da
roldana escalonada.
• Passar a outra ponta do barbante em torno da
roldana de desvio e nela amarrar um dos ganchos
S.
• Pendurar o gancho S de modo que fique
pendendo por um canto da mesa.
• Colocar o disco rotativo na posição angular
desejada e fixar com o mostrador.
• Ligar o compressor.
• Pressionar a alavanca para baixo e liberar o
movimento rotatório. Simultaneamente ativar a
medição de tempo com o cronômetro.
• Na passagem do Zero (a marca Zero passa a
posição do mostrador) parar a medição do tempo
e anotar o tempo medido.
• Determinar tempos para diversos ângulos de
rotação e elaborar um diagrama t-
ϕ-.
Para os parâmetros recomendados resultam os
seguintes tempos:
10° 40° 90° 160° 250°
2 s 4 s 6 s 8 s 10 s
7.2 Aceleração angular dependente do momento
de torque
7.2.1 Aceleração angular em dependência da massa
aceleradora
Parâmetros recomendados:
Ângulo de rotação
ϕ = 90°
Massa suplementar m
J
= 50 g Distância r
J
= 210 mm
Roldana escalonada r
M
= 10 mm
Massas aceleradoras m
M
= 1 g, 2 g, 3 g, 4 g
• Montagem da experiência como descrito em 6.1.
• Determinar tempos para o mesmo ângulo de
rotação com diversas massas aceleradas m
M
e
calcular a aceleração angular
α correspondente.
• Representar a dependência da aceleração angular
α da massa acelerada num diagrama m
M
-
α-.
7.2.2 Aceleração angular em dependência do raio da
roldana escalonada.
Parâmetros recomendados:
Ângulo de rotação
ϕ = 90°
Massa suplementar m
J
= 50 g Distância r
J
= 210 mm
Massa aceleradora m
M
= 2 g
Raios da roldana escalonada r
M
= 5 mm, 10 mm, 15
mm
• Montagem da experiência como descrito em 6.1.
• Determinar os tempos para o mesmo ângulo de
rotação com diversos raios de roldanas
escalonadas r
M
e calcular a aceleração angular
α
correspondente.
• Representar a dependência da aceleração angular
α do raio da roldana escalonada r
M
num diagrama
r
M
-
α.
7.3 Aceleração angular dependente do momento
de inércia
7.3.1 Momento de inércia dependente da massa
suplementar
Parâmetros recomendados:
Ângulo de rotação
ϕ = 90°
Massa aceleradora m
M
= 2 g
Raio da roldana escalonada r
M
= 10 mm
Distância r
J
= 210 mm
Massa suplementar m
J
= 0 g, 12,5 g, 25 g, 50 g
• Montagem da experiência como descrito em 6.1.
• Determinar tempos para o mesmo ângulo de
rotação com massas suplementares diversas m
J
para a mesma distância r
J
e calcular o momento
de inércia J correspondente.
• Representar a dependência do momento de
inércia J da massa suplementar m
J
num diagrama
m
J
-J-.
7.3.2 Momento de inércia dependente da distância da
massa suplementar do eixo de rotação
Parâmetros recomendados:
Ângulo de rotação
ϕ = 90°