Experiência Rotacional

Estágio Um


A idéia começa com um garoto que gira uma pedra presa a um fio de elástico.

À maneira que aumenta a velocidade de giro, a pedra distancia-se do menino, até o ponto que o elástico se rompe e a pedra escapa pela tangente.

Estágio Dois

O passo seguinte da experiência mental é a proposta de um teste em uma plataforma girante, tal qual a de um carrossel.

Dois garotos, sobre o carrossel em movimento, giram pedras presas em fios elasticos.


Um garoto gira a pedra no mesmo sentido de giro da plataforma, enquanto o outro gira a pedra em sentido oposto.

Estágio Três

Para simular as situações propostas, realizamos o experimento em escala.

Vista lateral da plataforma girante:


A plataforma girante é feita por um motor preso a um torno de mesa (conhecido no Brasil como morsa). No eixo desse motor está acoplada uma plataforma circular (um disco fonográfico de vinil). O motor que gira a plataforma circular é alimentado por um autotransformador de tensão variável (à direita da morsa).

Vista superior da plataforma girante


Sobre a plataforma circular há outro motor de menor dimensão  e uma bateria de alimentação para o mesmo, em condição de balanceamento de massas. O motor, fios de alimentação e bateria foram pintados de negro, a fim de favorecer o contraste das fotos do experimento em movimento.


O motor que está sobre a plataforma girante tem um fio elástico preso ao seu eixo. Na ponta do fio há um botão de camisa vermelho.



Estágio Quatro

O primeiro teste dinâmico é o acionamento do pequeno motor alimentado a bateria, que está sobre a plataforma circular, ainda parada.






A distância do botão vermelho em relação ao eixo desse motor é proporcional a velocidade de giro do mesmo. Notar a órbita (quase desvanecida) do botão vermelho.


Estágio Cinco

O pequeno motor que gira o botão vermelho é posto em movimento no mesmo sentido da plataforma rotacional.



O resultado obtido é uma trajetória vermelha que imita uma sequência de letras "eles" (LL), em letras cursivas, cuja base de escrita é o circulo interno do disco. Notar que o elástico (rastro em branco) deixa um rastro de letras cursivas "emes" (MM), ao tomar-se como referência a borda do disco girante.



Estágio Seis

O giro do motor que prende o botão vermelho ao elástico agora está em sentido oposto à plataforma rotacional.



O resultado obtido é uma trajetória vermelha que imita uma sequência de letras "eles" (LL), em letras cursivas, cuja base de escrita é borda circulo girante. Notar que o elástico (rastro em branco) deixa um rastro de letras cursivas "emes" (MM), ao tomar-se como referência o círculo interno do disco girante.

Nossos comentários e possíveis explicações virão em futuras postagens.

Perguntas e comentários de todos colegas serão muito bem-vindos.

P.S.:

Essa postagem é um resumo de um trabalho apresentado em meados de 2010, no extinto fórum de física da Universidade Federal Fluminense.

O texto, após a inclusão de fotos perdidas, também foi revisto para melhor compreensão do experimento.

Comentários sobre a postagem anterior



Esperava, ao realizar esse experimento (em escala, é claro) obter uma interação entre o movimento da pedra e o movimento da plataforma girante.

Imaginava que, na situação em que a pedra que gira no mesmo sentido da plataforma, o fio elástico seria esticado quando a pedra passasse próxima da borda da plataforma girante. O oposto ocorreria quando a pedra passasse próxima do centro da plataforma girante.

Toda essa situação seria revertida quando a pedra girasse em sentido oposto à plataforma girante.


Os traçados do botão colorido (na experiencia em escala), à princípio, pareceram-me muito estranhos.

a) Botão vermelho gira no mesmo sentido da plataforma.


Observem o rastro do fio elástico branco:
Parece o traçado da coroa solar.


b) Botão vermelho gira em sentido oposto à plataforma.

Observem o rastro do fio elástico branco:
Parece o traçado de pétalas de flores.


Notamos nas fotos acima que a ponta do traçado branco inscreve-se no centro da letra "ele"(L).


Acredito que a interação de movimentos pode ser explicada com
um simples desenho:




Na primeira faixa, deslocamos um lápis sobre uma folha de papel,
compondo dois movimentos. O resultado assemelha-se a uma senoide.

Na segunda faixa, impomos um movimento circular anti-horário enquanto
deslocamos o lápis para a direita.

Na terceira faixa, fazemos um movimento circular horário enquanto deslocamos
o lápis para a esquerda.

O segundo e terceiro traçado aparentam-se bastante com os traçados do disco.

Se tivéssemos como realizar a experiência do lápis sobre u disco de papel
girante, poderíamos melhorar a comparação.

De qualquer maneira, não foi possível comprovar a interação de forças entre
o disco e o botão girantes.

Um efeito curioso apareceu durante a confecção do disco.

Utilizei uma pequena tampa circular presa ao eixo da plataforma girante.



Durante o processo de secagem da cola, resolvi girar a plataforma em baixa
velocidade angular. Nota-se o efeito do balde de Newton dentro da tampinha.

A cola, em estado pastoso, ultrapassou os limites da tampinha e seguiu em
sentido radial até seu completo processo de endurecimento.



De acordo com os fundamentos da física, a força centrífuga é uma força fictícia.

Tente convencer a cola sobre isso    ...

Concluí, penosamente, a revisão do experimento rotacional, postado há quase cinco anos, aqui no fórum Física2100.

O trabalho exigiu a recuperação das fotos perdidas realmente úteis, além da revisão de texto e inclusão de observações claras sobre os fenômenos observados.

Espero que a leitura dessa trilha agrade aos colegas e visitantes.
Convido a todos participarem desse trabalho, através de comentários e perguntas.

Mais:



https://fisica2100.forumeiros.com/t1593-spinograms