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Para se atingir a marca de 0° (estado inicial) é
agora necessária uma contra-força.
•
Continuar deformando o arame até um ângulo
de torção de -180°.
•
Após se atingir esse ângulo de torção, colocar a
linha novamente e inverter a direção da força.
•
Aumentar a força até atingir o ângulo de
torção de 180°.
Com isto, realizou-se uma curva de histerese
completa. Os valores característicos dessa curva são
o ângulo de torção após a descarga (ou seja sem
ação de força alguma, cruzamento com a abscissa)
e a força necessária para o retorno à forma original
do arame até a posição inicial de 0° (cruzamento
com a ordenada).
5.3 Medição dinâmica (Pêndulo de torção)
•
Montar o aparelho de torção como descrito em
5.1, porém, sem dinamômetro de mola.
•
Desviar o disco do seu ponto de repouso num
ângulo de aproximadamente 25°.
•
Medir o tempo para 10 balanços de torção
completos e calcular assim a duração de
oscilação do sistema.
•
Realizar a primeira medição com o disco sem
massa suplementar. Nas medições seguintes,
inserir as duas massas suplementares com os
conectores de 4 mm simetricamente ao eixo do
disco e repetir a medição. Ao fazê-lo, começar
com posição de inserção mais interna e a cada
experiência deslocar as massas suplementares
de uma posição para fora.
•
Protocolar os tempos medidos e a distância
entre as massas suplementares e o eixo de
rotação.
Para a duração de oscilação T do pêndulo de
torção, é válido:
J
= 2
⋅ π
T
D
sendo que J é o momento de inércia do pêndulo e
D é a g r a n d e z a d e r e f e r ê n c i a . O momento
de inércia J
i n é r c i a J
J
das massas suplementares.
Z
J
J
=
+
ges
K
Se as massas suplementares forem vistas como
pontos de massa, então o momento de inércia
calcula-se da seguinte forma:
2
J
= 2mr
Z
A partir das equações (1), (2) e (3) resulta após
elevação ao quadrado:
=
π
2
2
T
4
O momento de inércia do disco é primeiramente
desconhecido. Na representação gráfica T
deve resultar, conforme a equação (4), uma reta
que não passa pela origem das coordenadas (e sim
pelo momento de inércia do disco).
A passagem da equação (1) para D
a p l i c a ç ã o d e (2) resulta em:
(
=
+
D
J
K
O J
d o disco é sempre o mesmo, J
K
conseqüência (3) conforme a distância entre as
massas suplementares e o eixo de rotação. A partir
de 2 valores de medição da duração da oscilação
para diferentes J
c a l c u l a r
f ó r m u l a :
(
−
J
=
Z
2
D
T
Por causa da formação da diferença, J
ser muito diferentes um do outro para se manter a
margem de erro reduzida. No caso da medição
(1)
dinâmica, uma observação mesmo errônea traz
resultados muito mais precisos do que numa
medição estática. Por princípio, a medição dinâmica
oferece valores menores para D , já que o atrito
manifesta-se na medição estática como uma
ampliação da grandeza de referência D.
3
é f o r m a d o p e l o m o m e n t o d e
ges
der do disco e do momento de inércia
K
J
Z
(
)
+
2
π
2
J
2
mr
4
=
+
K
J
K
D
D
2
π
2
)
J
Z
T
pode-se eliminar J
z
c o n f o r m e
)
⋅
π
2
J
4
Z
1
−
2
2
T
2
1
(2)
(3)
π
2
8
m
2
r
(4)
D
2
2
=f(r
),
e
a
(5)
altera-se em
z
de (5) D e
K
a
s e g u i n t e
(6)
e J
devem
z1
Z2
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