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Tensor de inercia de massa de um corpo rígido: teoría e práctica

2021; Volume: 15; Issue: 2 Linguagem: Inglês

1870-9095

Bogos Nubar Sismanoglu, Eduardo Cezar Barbosa de Barros Aragão, Bogos Bedik Sismanoglu,

Experimental and Theoretical Physics Studies

portuguesNo estudo do movimento de rotacao e translacao do corpo rigido, as leis de conservacao da energia mecânica, momento linear e momento angular geralmente estao associadas a uma grandeza importante chamada de momento de inercia de massa. O momento de inercia de massa esta relacionado a inercia a rotacao do corpo e calculada para o caso em que o corpo gira em torno de um eixo fixo pre determinado. Para o caso em que a rotacao se processa em eixos aleatorios, sem serem eixos principais de inercia, o tensor de inercia de massa e o mais apropriado para o estudo cinematico e dinâmico do movimento rotacional. No movimento geral do corpo rigido no espaco tridimensional, o tensor de inercia de massa e mais apropriado para uso pois este possibilita a obtencao de todas as grandezas fisicas associadas ao movimento, como momento angular, torque das forcas externas e energia cinetica rotacional. Diversos possiveis experimentos sao elencados neste trabalho com o objetivo de se estudar teoricamente e experimentalmente o movimento rotacional. Muitos dos experimentos foram tratados teoricamente e experimentalmente pelo nosso grupo de pesquisa e apresentados na plataforma de compartilhamento de videos youtube, na pagina https://www.youtube.com/channel/UC7m8xE0RUPForkdmit9ZQjw/playlists, facilitando muito o acompanhamento da teoria e dos experimentos propostos. Alguns experimentos nao muito usuais mas que permitem o aprofundamento da aplicacao teorica tambem sao apresentados, como o do Disco de Euler e o do movimento reverso do dispositivo solido semielipsoidal assimetrico chamado de Rattleback. A teoria do tensor de inercia de massa e apresentado e algumas aplicacoes importantes sao feitas. EnglishIn the study of both rotation and translation movement of the rigid body, the laws of conservation of mechanical energy, linear moment and angular moment are usually associated with an important quantity called mass moment of inertia. The moment of mass inertia is related to the inertia to the rotation of the body and calculated for the case in which the body rotates around a predetermined fixed axis. For the case in which the rotation takes place on random axes, without being the main axes of inertia, the mass inertia tensor is the most appropriate for the kinematic and dynamic study of rotational movement. In the general movement of the rigid body in three-dimensional space, the mass inertia tensor is more appropriate for use because it makes it possible to obtain all the physical quantities associated with the movement, such as angular momentum, torque of external forces and rotational kinetic energy. Several possible experiments are listed in this work with the aim of studying theoretically and experimentally the rotational movement. Many of the experiments were treated theoretically and experimentally by our research group and presented on the YouTube video sharing platform, on the page https://www.youtube.com/channel/UC7m8xE0RUPForkdmit9ZQjw/playlists, making it much easier to follow the theory and the experiments proposed. Some experiments that are not very common but that allow the deepening of the theoretical application are also presented, such as that of Euler's Disc and that of the reverse movement of the solid asymmetric semielipsoidal device called Rattleback. The theory of the mass inertia tensor is presented and some important applications are made