Giroscópio - Ciência Prima

Descrição

É um instrumento didático para demonstrar conceitos relacionados com mecânica rotacional, tais como velocidade angular, momento de inércia, torque, energia de rotação e conservação do momento angular. Ele tem um disco de metal pesado que pode girar sem muito atrito, por meio de rolamentos. O disco é montado num suporte que permite movimentar e variar o eixo de rotação, em qualquer direção do espaço. Para iniciar o movimento de rotação, pode-se usar uma cordinha enrolada no eixo e puxando em seguida. Ou podemos usar uma furadeira com disco de borracha para transmitir o movimento de rotação para o disco. Quando o disco está girando, tende a conservar o eixo de rotação apontando sempre para a mesma direção no espaço. Isto ocorre, pois, cada elemento de massa do disco em rotação tende a manter o plano de rotação inalterado, por causa da sua inércia. A tendência de manter o eixo de rotação apontando na mesma direção é chamada de conservação do momento angular, que é representada por um vetor na direção do eixo de rotação, chamado de momento angular. Assim como ocorre com a inércia de um objeto em movimento, se aplicarmos uma força no sentido de mudar a direção do eixo de rotação, o disco irá reagir, porém numa direção perpendicular à força aplicada, o que não é muito intuitivo. Na verdade, quando aplicamos uma força para mudar a direção do eixo de rotação, estaremos aplicando um torque com relação ao centro do disco, sendo que este torque é um vetor perpendicular à força aplicada, e não na mesma direção. O torque neste caso, está na mesma direção e sentido da variação do vetor momento angular. Por causa desta propriedade de conservar o vetor momento angular, os giroscópios podem ser usados para indicar e fixar uma determinada direção no espaço, enquanto estiver girando com velocidade angular constante. Portanto são ótimos instrumentos para uso em navegação, estabilização e correção de posição, etc.

Conceitos e Princípios Físicos Abordados

Neste experimento abordam-se conceitos sobre as leis de Newton, conservação da quantidade de momento angular, torque e movimento de precessão.

Material Utilizado

Experimento industrializado.

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