Descrição

Este conjunto permite comparar os tempos de descida de diversos materiais cilíndricos e esféricos. Por causa do atrito e dependendo do ângulo de inclinação, todos esses materiais tendem a descer rolando. A força de atrito cria um torque que faz os corpos girarem ao invés de escorregarem pelo plano inclinado. Vários conceitos podem ser explorados neste experimento, tais como transformações de energia, torque, atrito, momento de inércia, momento angular, etc. Quando soltas do alto do plano inclinado, a energia potencial se transforma em energia cinética de rotação e energia cinética de translação. Fica interessante comparar, por exemplo, o tempo de descida de dois ou três cilindros de mesmas dimensões e mesma massa, porém com momentos de inércia diferentes. O cilindro com menor momento de inércia, necessita de menos energia para girar, enquanto que o de maior momento de inércia precisa de mais energia para girar. Dessa forma, o cilindro com menor momento de inércia desce mais rápido e ganha a corrida. 

Conceitos e Princípios Físicos Abordados

Pode-se abordar força peso, força de atrito, torque, momento de inércia, centro de massa, momento angular, energia mecânica e rolamento sem deslizamento.

Materiais utilizados

• Pedaço plano de madeira
• Apoio (para a inclinação do plano)
• Bola de bilhar
• Esfera de aço
• Esfera de vidro
• Esfera de borracha
• Bola de pingue-pongue
• Bola de tênis
• Bola de piscina de bolinhas
• Cilindro maciço de madeira
• Cilindro maciço de metal
• Cilindro oco de madeira
• Cilindro oco de plástico (anel de plástico)
• Cilindro oco de metal (anel de metal)

Links Relacionados

• Rolling down and incline - Havard Natural Sciences Lecture Demonstrations
• Wheel Rolling Without Slipping Down Inclined Plane - MITOPENCOURSEWARE, MIT
• You simultaneously release three cylinders of equal mass (~2.7 kg) and equal diameter (~21 cm) but different moments of inertia to roll down an incline. In which order do they reach the end? - UC Santa Barbara Physics
• Rolling to a stop down an inclined plane - European Journal of Physics, Volume 36, Number 6
  
• A Race Between Rolling and Sliding Up and Down an Incline - The Physics Teacher 59, 247 (2021)
  
• Translation with Rolling - Purdue University
• Moment of Inertia: Rolling and Sliding Down an Incline - GeoGebra