Laboratório de Física – SEDES UVV 2.3 Pêndulo de Torção

Laboratório de Física – SEDES ­ UVV
2.3.1
2.3 Pêndulo de Torção
Data: ____/____/200__
Grupo: _________________________________ Curso:
________________________________________
Objetivos:
•
Medir o momento dipolar de um ímã através de um pêndulo de torção.
Equipamentos:
• Cabos banana-banana;
• Fonte Minipa MPS-303D;
• Fonte CC de 12V (para lanterna);
• Multímetro digital ET-1001;
• Pêndulo de torção (Balança de torção);
• Base para montagem (A);
• Haste vertical de suporte (B);
• Ímã de 1,5cm de comprimento por 7mm de diâmetro (C, geralmente preso a haste
vertical);
• Espelho para haste vertical(D);
• Dois cabos de torção com dois pinos de fixação ;
• Haste de alumínio;
• Jarra d'água ;
• Lanterna com Protetor Óptico e Diafragma de uma ranhura;
• Anteparo;
• Folha A4 ou chamex;
• Um par de bobinas para Balança de torção (E).
Equipamentos para montagem:
D
imã
C
A
B
E
Figura 1Pêndulo de torção
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2.3.2
Parte 1: Determinar o Momento de Inércia de Rotação e Constante Elástica de Torção do pêndulo
de Torção.
•
•
Coloque o pêndulo de torção para oscilar somente com o espelho e o ímã;
Meça o tempo de oscilação para 30-40 oscilações e determine o seu período de oscilação;
Tempo para ______ osc
___________(s)
___________(s)
___________(s)
___________(s)
•
Coloque uma haste no pêndulo e meça as suas dimensões abaixo:
Dimensões da haste:
Comprimento (C) :_________(mm)
Diâmetro (d) :_________(mm)
Massa da haste:___________(g)
•
Repita o procedimento colocando o pêndulo para oscilar novamente
Tempo para ______ osc
___________(s)
___________(s)
___________(s)
___________(s)
•
Determine o Momento de Inércia de Rotação da haste e a Constante Elástica de Torção do fio;
Momento de Inércia de Rotação:___________(kg.m2)
Constante Elástica de Torção:___________(N.m/rad)
Campo Magnético no interior do Solenóide:
• Meça as grandezas do solenóide e determine a sua densidade de espiras.
Número de espiras (N):___________(esp)
Comprimento do solenóide (L):___________(m)
Densidade de espiras (n=N/L):___________(esp/m)
➢ Montagem do circuito:
• Regule a tensão na fonte de alimentação em 2,5V;
• Coloque o controle de corrente no mínimo (a tensão na fonte deve tender a zero neste
momento);
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•
2.3.3
A
Monte o circuito ao lado, para o controle
da corrente no solenóide:
Fonte DC
Montagem Óptica:
+
Solenóide
• Coloque o diafragma de uma ranhura
(na posição vertical), no protetor óptico;
• Instale o protetor óptico bem em frente
a lanterna;
• Posicione a luz da lanterna para incidir
sobre o espelho (D), fixo à haste
vertical (B);
• Fixe uma folha de papel A4 ao anteparo;
• Posicione o anteparo para receber a reflexão da luz da lanterna, refletida pelo espelho (D);
Solenóid
e
Espelh
o
Feixe de Luz
Protetor
Óptico
Lantern
a
Antepar
o
•
•
Proceda as medidas dos desvios angulares do feixe do laser (ou luz) para as diferentes
corrente no solenóide.;
Solicite ao professor a colocação do freio hidráulico;
Distância do espelho ao anteparo (~50cm): ___________(cm)
Desvio da luz no anteparo (cm)
Corrente elétrica no solenóide (A)
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•
2.3.4
Determine o momento dipolar do ímã posto no interior do solenóide;
µ: __________(N.m/T)
•
Discuta a aplicação deste experimento como um galvanômetro.
Formulário:
T =2 

I
k
Período para um pêndulo de torção
2
I=
ML
12
Momento de Inércia de Rotação de uma haste de comprimento L e
massa M.
B=0 i n
=×B
=−k 
Campo Magnético no interior de um Solenóide
Torque sobre um dipólo magnético (ímã). O µ nesta equação é o
momento de dipolo magnético do ímã.
Torque na torção do pêndulo.