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Queda livre, com fita K-7

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Objetivo
Para o estudo da queda livre de um bloco, o grande problema é registrar suas posições no decorrer do tempo. Vários artifícios podem ser pensados e já sugerimos alguns nessa Sala 04 -- Cinemática e na Sala 05 -- Dinâmica. Eis outra sugestão que vale a pena conferir.  

Material e Montagem
O bloco em questão (pequeno contra-peso), que entrará em queda livre, é atado na extremidade inferior de um pedaço de fita para gravação tipo K-7. A extremidade superior é fixada a uma garra jacaré do suporte fixo. Um pequeno motor para 110 VAC, tem preso perpendicularmente ao seu eixo uma barra magnética (ímã), conforme se ilustra:


A fita é magnetizada ao passar
diante dos pólos do ímã girante.

Devido à rotação do ímã, a fita será magnetizada todas as vezes que um dos pólos aproxima-se e passar por ela. Com o ímã bem centrado no eixo o motor não vibrará e, a freqüência de magnetização será o dobro da freqüência de rotação do eixo. 
Assim, se o eixo girar com 1200 rpm, o fluxo magnético de gravação na fita será de 2400 marcas por minuto. Nesse exemplo, a freqüência do eixo é de 20 Hz e a, freqüência de gravação será de 40 Hz. Isso significa que se a fita demorar 1 segundo para passar pelo plano de rotação do ímã nela ficarão registrados 40 pulsos.  

Procedimento
Ao iniciar a experiência, ligue o motor e aguarde a estabilidade de sua rotação; a seguir solte a fita abrindo a garra “jacaré”.

Deite a fita da experiência sobre uma folha de jornal, com a face ativa para cima e salpique limalha de ferro sobre ela. Você observará montículos de limalha nas regiões onde ocorreu magnetização devido à passagem do imã. 
Meça as distâncias de um montículo a outro (obtenção dos
Ds sucessivos), lembrando que foram percorridos no mesmo intervalos de tempo. Aplique as técnicas de cálculo e de gráficos como sugeridos nos experimentos de cinemática já postos nessa Sala 04.

Essa técnica substitui, com vantagens, aquela da fita de papel e o “kit marcador de tempo”.

A mesma técnica pode ser aplicada a movimentos circulares, envolvendo o bordo do disco em rotação com a fita magnética.


Estudo do m.c.u.




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