DESVENDANDO A RELAÇÃO ENTRE A NUTAÇÃO E PRECESSÃO DO GIROSCÓPIO

Jônatas Borges Rocha; Kim Pedro Bitencourt Veiga

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Trabalho

Título do Trabalho

DESVENDANDO A RELAÇÃO ENTRE A NUTAÇÃO E PRECESSÃO DO GIROSCÓPIO

Autores

Jônatas Borges Rocha
Kim Pedro Bitencourt Veiga

Modalidade

Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica (PIBIC)

Área temática

Ciências Exatas e da Terra

Data de Publicação

12/01/2021

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/congressoprpgi/292426-desvendando-a-relacao-entre-a-nutacao-e-precessao-do-giroscopio

ISBN

978-65-5941-076-7

Palavras-Chave

Giroscópio, Precessão, Nutação

Resumo

O giroscópio é formado por um disco em rotação com uma haste na atravessada no seu centro. Ele apresenta uma diversidade de movimentos complexos, um dos mais simples deles é a precessão regular, que é a rotação, com velocidade angular constante, do giroscópio em torno de um eixo vertical que o sustenta. A precessão regular geralmente é abordado em livros de física do ensino superior que explicam e descrevem muito bem este fenômeno. Porém, quando se trata da nutação, que é um tipo de movimento oscilatório, muitos livros evitam abordar o assunto. Este trabalho tem como objetivo elucidar a relação entre nutação e precessão apresentada no giroscópio. Iniciamos com uma breve revisão da mecânica newtoniana destacando as grandezas angulares que estão ligadas diretamente com o movimento do giroscópio e associamos com as grandezas lineares. Logo após, explicamos como ocorre a precessão regular e mostramos como calcular a velocidade de precessão. A nutação é abordada de duas forma: primeiramente descrevemos o movimento e posteriormente explicamos o fenômeno utilizando a mecânica newtoniana e as leis de conservação da energia e do momento angular. Consideramos o caso onde a velocidade angular de inicial de precessão é nula. A partir do problema apresentado na explicação da nutação propomos um formalismo matemático onde o torque da força peso é descrito pela soma de dois torques variáveis no tempo, sendo um deles responsável pelo movimento de precessão e o outro responsável pela nutação. Explicamos o papel de cada um dos torques e abordamos novamente a nutação a partir deles. Utilizamos as equações parametrizadas da ciclóide para desenvolver um modelo que descreve o movimento de precessão acompanhada da nutação, com a velocidade angular inicial de precessão igual a zero. Substituímos no torque associado à nutação a aceleração angular de queda encontrada a partir das equações da ciclóide, e com isto também encontramos uma expressão para o torque associado à precessão. Ademais, estudamos qualitativamente a evolução do movimento do giroscópio quando a velocidade angular inicial de precessão é diferente de zero. Como há uma diversidade de movimentos, separamos em dois tópicos simples. A nutação quando a velocidade angular inicial está no sentido da precessão regular e outra quando está no sentido oposto. Nestes dois tópicos o giroscópio apresenta nove movimentos diferentes.

Título do Evento: I Congresso de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação do IFBA
Título dos Anais do Evento: Anais do I Congresso de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação do IFBA e do XVII Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica (SICTI)
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

ROCHA, Jônatas Borges; VEIGA, Kim Pedro Bitencourt. DESVENDANDO A RELAÇÃO ENTRE A NUTAÇÃO E PRECESSÃO DO GIROSCÓPIO.. In: Anais do I Congresso de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação do IFBA e do XVII Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica (SICTI). Anais...Salvador(BA) IFBA, 2020. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/congressoprpgi/292426-DESVENDANDO-A-RELACAO-ENTRE-A-NUTACAO-E-PRECESSAO-DO-GIROSCOPIO. Acesso em: 19/05/2025