Marcia Moura Edifício Oscar Sala – ramal 6837 Introdução às Medidas em Física FAP152 Aula 10 - Bloco III – Medidas de Velocidades Movimento de Rotação – Roda de Inércia Marcia Moura Edifício Oscar Sala – ramal 6837 Instituto de Física da Universidade de São Paulo

Resumo das aulas passadas Objetivo - Estudo do movimento de um corpo. Técnica – Registro da posição do corpo em diferentes instantes de tempo. Experimento – corpo em queda livre Construção de gráficos da velocidade e aceleração do corpo – pontos experimentais obtidos por interpolação parabólica. Atribuição e cálculo de incertezas e propagação de erros.

Roda de Inércia Objetivo do experimento Analogia Estudo do movimento de rotação de um disco em torno de um eixo horizontal fixo que passa pelo seu centro de massa. Analogia Movimento linear Estudo a partir de coordenadas cartesianas (x(t)) Movimento de rotação Estudo a partir de coordenadas polares (q(t))

Arranjo Experimental Disco provido de anteparo escuro na borda e acoplado a um bloco metálico através de um barbante enrolado no eixo do disco Sistema óptico associado a um disco, composto por um emissor (foto diodo) e um receptor (foto transistor) de luz Com o disco em rotação, o anteparo deixa de refletir a luz do emissor para o receptor A interrupção gera um sinal que é enviado a um computador que registra o instante t.

Procedimento Passar o barbante preso ao bloco metálico pelo suporte lateral. Encaixar o pino preso à ponta do barbante no eixo acoplado à roda. Ajustar a altura do sitema de modo que o bloco de metal fique a cerca de 2 cm do chão quando o barbante estiver todo esticado. Enrolar o barbante no eixo da roda, tomando o cuidado para não amontoá-lo em voltas consecutivas. Deixar o bloco de metal apoiado no sistema até a aquisição de dados.

Procedimento – Aquisição dos dados Preparar a aquisição no computador Digitar RODA e pressionar Enter Observar tela de abertura (10 s) Próxima tela: Nome do arquivo (5 caracteres) e pressionar Enter O anteparo deve ser posicionado bem próximo ao sistema óptico. Observe na tela a mensagem: “pressione a barra de espaço e solte a roda” e siga a instrução, soltando o bloco de metal a aquisição pelo computador se inicia automaticamente um ponto luminoso é impresso na tela a cada vez que o anteparo cruza o sistema óptico 40 dados são registrados

Análise dos dados Para a n-ésima volta do disco o deslocamento angular é dado por: Aplicar as regras para confecção de tabelas, apresentadas na aula anterior, na confecção da tabela deste experimento n (número de voltas) t (ms) qn n n t0 q0 0 0 1 t1 q1 1 1 n tn 40 t40 q40 40 40

Interpolação parabólica – o caso da velocidade angular Velocidade linear vn no ponto xndada por: Analogamente, velocidade angular ωn no ponto θn:

Incerteza na velocidade angular Δθ dl

Aceleração angular Aceleração αn no ponto θn, dada por:

Gráficos Título Eixos (escolha apropriada da escala) Exemplo típico de um gráfico Título Eixos (escolha apropriada da escala) Esboço claro dos pontos Curvas/ajustes de funções Legendas Símbolos das grandezas nos eixos Fatores multiplicativos e unidades 10 20 30 40 15 25 35 45 5 x(cm) 1 2 3 4 6 7 8 9 t (s) Curva Média x=f(t) Gráfico x vs t

Confecção dos eixos num gráfico Não se deve escrever o valor dos pontos nos eixos dos gráficos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t(s) 20 0,5 3,5 2,5 1,5 6,5 5,5 4,5 9,5 8,5 7,5 PRÓXIMA AFASTADA

Relatório Data de entrega: 10/06/2005 Apresentação Objetivos da experiência Descrição experimental Arranjo, incluindo esboço do experimento Responder a questão Q 3-21 Procedimento de tomada de dados Análise dos dados Tabela com os dados obtidos e valores θ(t), ω(t) e α(t) (e incertezas) Descrição de como foram obtidos os valores θ(t) e incertezas Gráfico θ(t) x t Responder as questões Q 3-22 e Q 3-23 Gráfico ω(t) x t Descrição de como foram obtidos os valores ω(t) e incertezas Responder as questões Q-24 a Q-26 Descrição de como foram obtidos os valores α(t) e incertezas Gráfico α(t) x t e comentários Comentários e observações finais a respeito do tipo de movimento observado