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O momento da experiência de inércia

O momento de inércia é caracterizado pela distribuição de massas no corpo: o momento de inércia é igual à soma dos produtos de massas elementares por quadrado de suas distâncias até o conjunto de base (ponto, linha ou plano) .

Existem vários momentos de inércia dependendo do tipo de conjunto de base ao qual as distâncias das massas elementares são medidas.

A magnitude do momento de inércia em relação a qualquer eixo é determinada pela distribuição espacial da massa corporal. Em particular, para um corpo que consiste em um número finito de massas elementares (pequenas).

Para alguns corpos de uma forma simples, um cálculo direto do momento de inércia é possível. Com o formato complexo do corpo e a distribuição desigual de sua densidade, um cálculo analítico da magnitude do momento de inércia pode se tornar um grande desafio.

Neste artigo, dois métodos para a determinação experimental do momento de inércia são usados: analisando as oscilações de um pêndulo físico, do qual o corpo sob investigação é parte integrante, e estudando o movimento rotacional deste corpo .

Determinação do momento de inércia de um corpo sólido com base em uma análise de suas oscilações como um pêndulo físico: se fixarmos o corpo investigado A no eixo horizontal O passando pelo centro de massa, então o momento de as forças gravitacionais serão zero e o corpo permanecerá em um estado de equilíbrio indiferente. Se agora um pequeno corpo B com uma massa conhecida m está fixado no corpo investigado a alguma distância L do eixo, então o equilíbrio deixará de ser indiferente – no equilíbrio, o momento da gravidade agindo sobre o corpo B será zero. Tal sistema de corpos pode ser considerado como um pêndulo físico.

Assim, para determinar o momento de inércia de um corpo sólido, é possível fixá-lo em um eixo que passa pelo centro de massa, colocar um pequeno corpo adicional com uma massa conhecida nele, medir o período de oscilações e conhecer a distância L, usando a fórmula, determina o momento desconhecido de inércia.

Determinação do momento de inércia de um corpo sólido com base em uma análise de seu movimento rotacional uniformemente acelerado: considere o corpo A fixado no eixo O que passa pelo centro de massa. Coaxial com o corpo é fixado o cilindro C, no qual o fio é enrolado com a carga B ligada a ele.

Sob a ação da gravidade, a carga diminuirá, fazendo com que o corpo A gire. Assim, se a aceleração da carga B e o momento das forças de atrito no eixo são conhecidos, então, pela fórmula, podemos determinar o momento de inércia do corpo em estudo.

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