MÓDULO II : MECÂNICA DAS ROTAÇÕES 


2.1) Balde com água
2.2) Pêndulos com uma e com três porcas, de mesmo comprimento, com mesmo período.
2.3) Pêndulos com uma porca e diferentes comprimentos.
2.4) Giroscópio manual simples
2.5) Mesa de rotações
2.6) Queda com a > g ( cantoneira de alumínio )
2.7) "Pedras Celtas", objeto a girar com momento de inércia assimétrico.
2.8) Quebra de um giz, linear e rotando. Comparar com foto do Halliday
2.9) Rolo de fio puxado horizontalmente
2.10) 
Pêndulo Composto baseado em projeto mecânico
2.11) 
Pêndulo Composto fabricação caseira
2.12) 
2a.Lei de Kepler
2.13) 
Balança de torção
2.14) 
Garrafa com pêndulo em queda livre
2.15) Disco de Euler
2.16) Pendulo Magnético Caótico Caseiro
2.17) Giroscópio motorizado para rotação da Terra
2.18) Pião motorizado com energia interna.
2.19) Dois_piões_motorizados_de_fabricação própria
2.20) Pêndulo automatizado
2.21) Pêndulos de Newton

2.22) Pêndulos Acoplados

2.23) Efeito do torque na quebra de um dente


2.1 ROTAÇÕES
2.1.1) Balde com água
Balde com água
Descrição: Coloca-se água dentro do balde ( aproximadamente 1/2 balde ) e gira o balde em torno de um eixo vertical. Observa-se então que a água é forçada sobre as laterais, e a partir daí, dada a compressão da água sobre as paredes do balde, a água inicia um movimento para fora, tal como se busca uma saida.     Lab 114
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.2) Pêndulos com uma e com três porcas, de mesmo comprimento, com mesmo período.
Pendulos
Descrição: Neste experimento fica evidente que o período do pêndulo não depende da massa, mas sim do comprimento do fio.      Lab 114
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.3) Pêndulos com uma porca e diferentes comprimentos.
Pendulos
Descrição: Neste experimento fica evidente que o período do pêndulo não depende da massa, mas sim do comprimento do fio.       Lab 114
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.4) Giroscópio
Giroscopio
    Descrição: o giroscópio consiste essencialmente em uma roda livre para girar dentro de uma gaiola circular e com uma propriedade: opõe-se a qualquer tentativa de mudar sua direção original.    Apresentação: A equação fundamental que descreve o comportamento do giroscópio é:

 τ=dL/dT=d(Iω)/dt=Ia

onde τ e L são, respectivamente, o torque sobre o giroscópio e seu momento angular. O escalar I é seu momento de inércia, o vetor ω é sua velocidade angular e o vetor a é sua aceleração angular. Quando um torque τ é aplicado perpendicularmente ao eixo de rotação, consequentemente perpendicular a L, resulta-se em um movimento perpendicular a ambos τ e L. Este movimento é chamado de precessão. A velocidade angular de precessão ΩP é dada por:

τ=ΩP L

   A precessão pode ser demonstrada ao colocarmos um giroscópio que está em rotação com seu eixo, horizontalmente e levemente preso por uma das extremidades. Ao invés de cair, como esperado, o giroscópio parece desafiar a gravidade se mantendo seu eixo
na horizontal, mesmo que uma de suas extremidades não esteja presa. Esta extremidade descreve um movimento circular no plano horizontal. Tal efeito é explicado pelas equações acima. O torque no giroscópio é sustentado por duas forças: a gravidade agindo para baixo no centro de massa do dispositivo e uma força normal, de mesmo módulo, agindo para cima no ponto de apoio de uma das extremidades. O movimento resultante deste torque não é para baixo, como intuitivamente esperaríamos, mas perpendicular ao torque gravitacional (para baixo) e o eixo de rotação (para fora do ponto de suporte). Como a segunda equação nos demonstra, sob um torque constante devido à gravidade, a velocidade de precessão do giroscópio é inversamente proporcional ao seu momento
angular. Isto significa que quanto mais o atrito desacelerar a rotação do giroscópio, a taxa de precessão aumentará. Isto perdura até que o objeto seja incapaz de girar rápido o suficiente para suportar o próprio peso, conseqüentemente parando de precessar e
caindo do suporte.           Lab 114

2.1 ROTAÇÕES
2.1.5) Mesa de rotações
Mesa de rotacao Mesa de rotacao M2_Mesa_de_Rotacoes_Lunazzi.png
Descrição: Excelente conjunto de demontrações de um referencial não inercial. Relatório1. Relatório 2. Relatório 3.
  A mesa de rotações se encontra com o Prof. André Assis - IFGW - UNICAMP e uma réplica porém com discos em PVC branco e não madeira no LEB114, será emprestada em 110914 ao aluno Henrique de Carvalho Calado sob orientação dos Profs. Ennio e Lunazzi                Lab 114
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.6) Queda com a > g ( cantoneira de alumínio )
Cantoneira
Descrição: Coloca-se a cantoneira com um certo ângulo de inclinação e coloca-se na borda superior uma moeda, ao soltar a cantoneira o centro de massa dessa caí com a aceleração da gravidade e a mesma aceleração de queda da moeda, enquanto que a borda da cantoneira caí com aceleração maior do que a aceleração da gravidade. A cantoneira original de uma peça só foi roubada, mas tem uma feita de modo extensível.  Está no LH, 160205 no L10.
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.7) "Pedras Celtas", objeto a girar com momento de inércia assimétrico.
Pedra celta
Descrição: A pedra celta serve para apresentar conceito do eixo de simetria não alinhado com o eixo principal de inércia e, assim, mostrar um curioso efeito de estabilidade. Experimentalmente, a pedra favorece o giro para determinado lado. Ela roda com facilidade no sentido anti-horário, mas quando é impulsionada no sentido horário tem a tendência de interromper a rotação e retomar o giro anterior. Isso acontece porque o centro de massa é deslocado em relação ao eixo da pedra.   Do Prof. Lunazzi, particular, no LEB 102, caixa, setor?
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.8) Quebra de um giz, linear e torcendo. Comparar com foto do Halliday

GIZ GIZ1
Descrição: O experimento consiste em se quebrar o giz de duas maneira diferentes, observando como a maneira de quebrar o giz provoca cortes diferentes conforme mostrado na figura.
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.9) Rolo de fio puxado horiontalmente
Rolo
Descrição:  Puxa-se o rolo horizontalmente (vai para o puxador) ou em ângulo (afasta-se do puxador a partir de um certo ângulo). Temos um pequeno, uns 12_cm de diâmetro e um grande de uns 40_cm de diâmetro (a pintar). Fazer o cálculo do torque. Lab 114
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.10) Pêndulo Composto baseado em projeto mecânico
Pêndulo_composto_1

Descrição: Coloca-se a parte debaixo do pêndulo numa certa altura, afim de obter uma energia potencial, e solta-o , isso provocará um movimento oscilatório caótico devido a transeferência de energia potencial para energia cinética de rotação.    Passou do LEB 104 ao LIEFLab 114
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.11) Pêndulo Composto fabricação caseira
Pendulo_caseiro
Descrição: Coloca-se o pêndulo numa certa altura, afim de obter energia potencial, e solta-o transferindo a energia potencial em energia cinética de rotação. Tem um para "Física nas lojas", na Scort Car em Barão Geraldo. Vídeo no YouTube.
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.12) 2a. Lei de Kepler
Lei_Kepler
Descrição: Coloca-se areia no recipiente que é posto a oscilar tanto horizontalmente quanto longitudinalmente, todavia com um número finito de vezes pois se o deixassemos oscilando a energia dissipada por atrito influenciaria nas orbitas das elipses.
    Medindo-se a quantidade de areia depositada numa determinda área podemos calcular o tempo gasto pelo pendulo naquela área já que conhecemos a vazão do mesmo.
    Decorre que áreas iguais são descritas em tempos iguais.   Lab 114
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.13) Balança de Torção
balança_torção
Descrição: Consiste numa haste na qual estão colocados duas cargas de prova, dispostas de modo a oscilar livremente. A inserção da câmara de ar no experimento consiste em minimizar as influências externas.
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.14) Garrafa em queda livre com pêndulo dentro
garrafa
Descrição: Solta-se a garrafa de uma certa altura e quando a garrafa estiver em queda observa-se a oscilação do pêndulo, que está dentro da garrafa.
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.15) Disco de Euler
disco_euler_2 disco_euler_3 disco_euler
Descrição: O experimento consiste observar os diferentes tempos de giros do disco, uma vez que o disco foi colocado para girar em diferentes lugares, entre esses lugares estão: bacia de aço, mesinha de madeira e prato de plástico. E verifica-se que o tempo de giro depende do material no qual o disco está girando.     No armário no Plasma??
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2.1 ROTAÇÕES
2.1.16) Pendulo Magnético Caótico Caseiro
Pendulo Magnético Caotico
Descrição: Pendulo Magnético Caótico.       No LIEF
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2.17) Giroscópio motorizado para rotação da Terra
Giroscopio_motorizado_rotacao_da_Terra
Descrição: Ligado na rede conserva a rotação. RELATÓRIO  Local: LEB104
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2.18) Pião motorizado com energia interna.
M2_160105_piao_motorizado_chines.jpg

Pião importado com pilhas e luzes que ativa motorização interna e fica girando sem parar por horas a fio. "NON-STOP TOP". Particular do Prof. Lunazzi. No LH, no L7, acima da caixa de holográfia.

2.19) Dois piões motorizados de fabricação própria.
M2_160105_2_pioes_motorizados_Vinicius.jpg

Com energia de pilhas ligadas por dois fios. Trabalho em desenvolvimento.  Levar ao LEB104.

2.20) Pêndulo automatizado
Pendulo automatizado (conjunto)
Pêndulo automatizado (caixa)
Descrição: Pêndulo com sensor magnético e circuito para manté-lo funcionando.  RELATÓRIO  Local: LEB104
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2.21) Pêndulos de Newton
M2_Pendulos_de_Newton.jpg
M2_Pendulos_de_Newton_caixa.jpg
Cinco pêndulos de bolinhas de aço com fios de nylon para colidirem. RELATÓRIO. VÍDEO . No LEB114-Particular do Prof. Lunazzi


2.22) Pêndulos Acoplados
M2_Pendulos_acoplados1_4_20.jpg
Assista o vídeo:

https://www.youtube.com/watch?v=gDzESCWm-Cs

Trabalho desenvolvido inicialmente para o SESC
Quatro pêndulos pendurados de um mesmo barbante, ao deslocar um só entra em ressonância com o que tiver o mesmo comprimento. http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F709/F709_2013_sem2/RelatorioRichard_V1.pdf  No LEB 104

2.23) Efeito do torque na quebra de um dente


Duas arcadas dentárias alojando um dente solto de yeso, uma o tem em posição vertical, a outra em ângulo. Na pressão, a que está em ângulo quebra ao dente, a outra não.  Relatório. Vídeo.