Obejtivos, modelos e conceitos

Objetivos Gerais:

• ·         Projetar e fabricar um looping, para estudo dos conceitos de Dinâmica dos corpos.

Objetivos Específicos:

• ·         Estudar os conceitos de dinâmica para fazer os cálculos necessários ao projeto;
• ·         Desenvolver um sistema removível para garantir a possibilidade de parada da esfera, ou garantir sua projeção oblíqua;
• ·         Montar todo o sistema do projeto.

Modelos 3D do looping com cotas (mm):

• Looping de raio 100

Figura 1
Fonte: Própria

• Base do looping

Figura 2
Fonte: Própria

• Sistema completo

Figura 3
Fonte: Própria

Conceitos físicos empregados:

Para o desenvolvimento do projeto, algumas teorias físicas precisaram ser compreendidas, dentre elas a energia mecânica, energia cinética, energia potencial gravitacional, força centrípeta, momento de inércia e a energia de rotação.

Figura 4
Fonte: Portal do Professor

No momento inicial, quando a esfera é abandonada no topo do looping de 460mm de altura, ela possui apenas Energia Potencial Gravitacional (m.g.h), que será convertida em energia cinética ((mv²)/2) ao longo do movimento. Além disso, ainda temos a ação da Energia de Rotação que é associada à velocidade angular e ao momento de inércia, sendo o momento de inércia o grau de dificuldade em se alterar o estado de movimento do corpo em rotação, dependendo da distribuição da massa em torno do eixo de rotação, e a velocidade angular é a grandeza que mede a rapidez com que é feito um percurso em sentido circular. Esta relação é dada por:

Er=(Iω^2)/2

Sendo “I”, o momento de inércia da esfera, expresso por:

I=(2mr²)/5

E “ω”, a velocidade angular, expressa por:

ω=V/r

Para completar o looping, a Energia Mecânica no topo do looping terá que ser igual a energia mecânica no ponto mais alto do looping (2R).Desta forma teremos a velocidade suficiente para completar o looping, deduzindo a expressão:

Fcp=Fp

(mv²)/r=mg

v²=rg

v=√(rg)

Referências:

HALLIDAY, David. Física para Cientistas e Engenheiros. Quinta Edição. Rio de Janeiro. LTC Editora. 2004. 368 Páginas.

Figura 1: Disponível em: < http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=299>. Acesso em: 24 out 2018.

Postagem feita por João Vitor Maciel Santos Araujo