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Física · পরিভাষা

Sólido; rotação em torno de um eixo fixo কী?

Definição 19.9 Física universitária — 1.º ano · অধ্যায় 19 — Sistemas de pontos; introdução aos corpos rígidos

Um corpo rígido (sólido) é um sistema cujos pontos mantêm fixas as distâncias mútuas. Se ele gira em torno de um eixo Δ\Delta fixo no referencial, todo ponto descreve um círculo centrado em Δ\Delta com a mesma velocidade angular ω=θ˙\omega = \dot\theta; um ponto à distância rir_i do eixo tem velocidade riωr_i\omega.

À esquerda: o momento de inércia de um disco, somado anel a anel. À direita: o teorema de Huygens — em torno de um eixo pela borda de um disco, paralelo ao eixo que passa pelo seu centro, J = 1/2 MR2 + MR2.
À esquerda: o momento de inércia de um disco, somado anel a anel. À direita: o teorema de Huygens — em torno de um eixo pela borda de um disco, paralelo ao eixo que passa pelo seu centro, J=12MR2+MR2J = \tfrac12 MR^2 + MR^2.
Três sólidos em movimento: um pêndulo físico que oscila em torno de um pivô (momento do peso em relação ao eixo), um pêndulo de torção (momento do fio) e um sólido que rola sem deslizar por uma rampa — quanto maior o seu J/MR2, mais devagar ele rola.
Três sólidos em movimento: um pêndulo físico que oscila em torno de um pivô (momento do peso em relação ao eixo), um pêndulo de torção (momento do fio) e um sólido que rola sem deslizar por uma rampa — quanto maior o seu J/MR2J/MR^2, mais devagar ele rola.

উদাহরণ

Exemplo 19.12 (Pêndulo físico; pêndulo de torção)

Um sólido de massa MM que gira em torno de um eixo horizontal à distância dd de GG: o momento do peso vale −Mgdsin⁡θ-Mgd\sin\theta, de modo que JΔθ¨=−Mgdsin⁡θJ_\Delta\ddot\theta = -Mgd\sin\theta e as pequenas oscilações têm o período

T=2πJΔMgd,T = 2\pi\sqrt{\frac{J_\Delta}{Mgd}} ,

o de um pêndulo simples de comprimento JΔ/MdJ_\Delta/Md — para uma barra homogênea presa por uma extremidade, 2L/32L/3. Um disco pendurado num fio de constante de torção CC (momento restaurador −Cθ-C\theta): Jθ¨=−CθJ\ddot\theta = -C\theta, T=2πJ/CT = 2\pi\sqrt{J/C} — é a balança de torção que mediu GG e a lei de Coulomb.

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