Descrição
Sensor de movimento rotacional sem fio projetado para medir com precisão o ângulo, velocidade angular e aceleração angular de objetos em rotação. Ele é amplamente utilizado em experimentos de física, engenharia e ciência aplicada, permitindo investigações aprofundadas sobre movimento circular, torque e leis de rotação.
Principais recursos e benefícios:
- Mede ângulo rotacional (em graus ou radianos), velocidade angular e aceleração angular.
- Pode ser usado com ou sem fios, via Bluetooth® ou USB.
- Alta resolução e precisão, ideal para experimentos de laboratório detalhados.
- Inclui um eixo com polias e engrenagens para fácil acoplamento a objetos em movimento.
- Possui dois encaixes para sensores de movimento linear, como o Go Direct Encoder Cart.
- Design robusto e compacto, ideal para uso educacional e experimental.
Aplicações comuns:
- Estudo de movimento rotacional uniforme e acelerado.
- Investigação da segunda lei de Newton para rotação (τ = I·α).
- Experimentos com polias, torques e momentos de inércia.
- Análise de sistemas como pêndulos físicos, volantes, ou rodas de inércia.
- Simulações de sistemas de transmissão mecânica com engrenagens.
Conectividade e compatibilidade:
- Conexão sem fio via Bluetooth® ou com fio via USB.
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Compatível com:
- Computadores (Windows®, macOS®)
- Chromebooks
- Tablets e smartphones (iOS®, Android®)
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Funciona com os softwares:
- Vernier Graphical Analysis™
- Logger Pro® (com restrições)
- LabQuest® App
O que vem com o GDX-RMS:
- Sensor Go Direct Rotary Motion.
- Conjunto de polias de engrenagem.
- Cabo USB para carregamento e conexão.
- Manual e guias de experimentos (digitais ou físicos).
- Parafusos e adaptadores para montagem em tripés e sistemas físicos.
Especificações técnicas:
- Faixa de medição de ângulo: 0° a 360° (contínuo, com contagem de voltas).
- Velocidade angular: ±2000 deg/s (graus por segundo), dependendo da amostragem.
- Taxa de amostragem máxima: 100 Hz via USB, 10–50 Hz via Bluetooth.
- Alimentação: bateria recarregável interna (via USB).
Exemplos de atividades:
1. Segunda Lei de Newton para Rotação (τ = I·α)
Objetivo: Investigar a relação entre torque, momento de inércia e aceleração angular.
Como usar:
- Acople uma polia ao eixo do sensor.
- Prenda uma massa a um fio enrolado na polia.
- Quando a massa cai, o sensor mede a aceleração angular da polia.
- Compare os valores experimentais com os teóricos usando a equação τ = I·α.
2. Estudo de Movimento Circular Uniforme e Acelerado
Objetivo: Observar e analisar movimentos rotacionais com e sem aceleração.
Como usar:
- Gire manualmente um disco ou roda conectada ao sensor.
- Use o software para registrar o ângulo, velocidade e aceleração ao longo do tempo.
- Identifique regimes de aceleração constante e velocidade constante.
3. Pêndulo Físico
Objetivo: Analisar o movimento oscilatório rotacional de um pêndulo.
Como usar:
- Conecte um braço rígido ao sensor.
- Deixe-o oscilar livremente como um pêndulo.
- Registre o ângulo ao longo do tempo e determine período, amplitude e amortecimento.
- Estude a energia cinética e potencial rotacional.
4. Conservação do Momento Angular
Objetivo: Demonstrar que o momento angular se conserva em um sistema isolado.
Como usar:
- Monte dois corpos com diferentes momentos de inércia sobre o sensor.
- Deixe um corpo colidir com o outro em rotação.
- Analise os dados antes e depois da colisão para comprovar a conservação de L = I·ω.
5. Relações de Engrenagens
Objetivo: Explorar proporções de rotação e transmissão de torque em engrenagens.
Como usar:
- Use o conjunto de polias/engrenagens incluído.
- Registre a rotação de engrenagens de diferentes tamanhos.
- Verifique as relações entre número de voltas e razão de engrenagens.
6. Sistema de Polias com Contrapeso
Objetivo: Medir o efeito da massa e atrito em um sistema de roldana giratória.
Como usar:
- Conecte um disco ao sensor, com uma linha passando por uma polia.
- Deixe uma massa cair e acionar a rotação.
- Analise como a velocidade angular muda com diferentes massas ou atrito.