Experimental study of the conventional equation to determine a plate's moment of inertia

In this work, we describe an experimental setup in which an electric current is used to determine the angular velocity attained by a plate rotating around a shaft in response to a torque applied for a given period. Based on this information, we show how the moment of inertia of a plate can be determined using a procedure that differs considerably from the ones most commonly used, which generally involve time measurements. Some experimental results are also presented which allow one to determine parameters such as the exponents and constant of the conventional equation of a plate's moment of inertia.

Spin-Stabilized Spacecrafts: Analytical Attitude Propagation Using Magnetic Torques

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo das limitações impostas ao amortecimento de oscilações eletromecânicas pelos zeros da FTMA de controladores suplementares

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Torque, myoeletric sygnal and heart rate responses during concentric and eccentric exercises in older men

Background: The literature reports that the eccentric muscular action produces greater force and lower myoelectric activity than the concentric muscular action, while the heart rate (HR) responses are bigger during concentric contraction. Objectives: To investigate the maximum average torque (MAT), surface electromyographic (SEMG) and the heart rate (HR) responses during different types of muscular contraction and angular velocities in older men. Methods: Twelve healthy men (61.7 +/- 1.6years) performed concentric (C) and eccentric (E) isokinetic knee extension-flexion at 60 degrees/s and 120 degrees/s. SEMG activity was recorded from vastus lateralis muscle and normalized by Root Mean Square-RMS (mu V) of maximal isometric knee extension at 60 degrees. HR (beats/min) and was recorded at rest and throughout each contraction. The data were analyzed by the Friedman test for repeated measures with post hoc Dunn's test (p<0.05). Results: The median values of MAT (N.m/kg) was smaller and the RMS (mu V) was larger during concentric contraction (C60 degrees/s=2.80 and 0.99; C120 degrees/s=2.46 and 1.0) than eccentric (E60 degrees/s=3.94 and 0.85; E120 degrees/s=4.08 and 0.89), respectively. The HR variation was similar in the four conditions studied. Conclusion: The magnitude of MAT and RMS responses in older men were dependent of the nature of the muscular action and independent of the angular velocity, whereas HR response was not influenced by these factors.

Taxa de desenvolvimento de força em diferentes velocidades de contrações musculares

O objetivo deste estudo foi comparar a taxa de desenvolvimento de força (TDF) nas contrações isométrica e isocinética concêntrica a 60°.s-1 e 180°.s-1. Quatorze indivíduos do gênero masculino (idade = 23,1 ± 2,8 anos; estatura = 174 ± 31,3cm; massa corporal = 81 ± 12kg) realizaram inicialmente uma familiarização ao equipamento isocinético. Posteriormente, os indivíduos realizaram em ordem randômica cinco contrações isocinéticas máximas para os extensores do joelho a 60°.s-1 e 180°.s-1 para determinar o torque máximo concêntrico (TMC) e duas contrações isométricas máximas de 3s para determinar o torque máximo isométrico (TMI). O TMI (301,4 ± 56,0N.m) foi maior do que o TMC a 60°.s-1 (239,8 ± 42,2N.m) e 180°.s-1 (175,0 ± 32,5 N.m). O TMC a 60°.s-1 foi maior do que o TMC a 180°.s-1. Para os intervalos de 0-30ms e 0-50ms, a TDF na condição isométrica (1.196,6 ± 464,6 e 1.326,5 ± 514,2N.m.s-1, respectivamente) foi similar à TDF a 60°.s-1 (1.035,4 ± 446,2 e 1.134,3 ± 448,4N.m.s-1) e maior do que a 180°.s-1 (656,7 ± 246,6 e 475,2 ± 197,9N.m.s-1), sendo ainda que a TDF na contração concêntrica a 180°.s-1 foi menor do que a 60°.s-1. No intervalo de 0-100ms, a TDF da contração isométrica (1.248,8 ± 417,4N.m.s-1) foi maior que a obtida na contração isocinética rápida (909,2 ± 283,4N.m.s-1). A TDF obtida na contração isocinética lenta (1.005,4 ± 247,7N.m.s-1) foi similar à obtida na contração isométrica e na concêntrica isocinética rápida. No intervalo 0-150ms, a TDF isométrica (1.084,2 ± 332,1N.m.s-1) foi maior do que as concêntricas (60°.s-1 e 180°.s-1) (834,8 ± 184,2 e 767,6 ± 201,8N.m.s-1, respectivamente), não existindo diferenças entre estas duas últimas. Conclui-se que a TDF é dependente do tipo e da velocidade de contração, suportando a hipótese de que maiores velocidades de contração acarretam maior inibição do drive neural no início do movimento.

Effects of prolonged running performed at the intensity corresponding to the onset of blood lactate accumulation, on maximum isokinetic strength in active non-athletic individuals

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da corrida contínua prolongada realizada na intensidade correspondente ao início do acúmulo do lactato no sangue (OBLA) sobre o torque máximo dos extensores do joelho analisado em diferentes tipos de contração e velocidade de movimento em indivíduos ativos. MÉTODO: Oito indivíduos do gênero masculino (23,4 ± 2,1 anos; 75,8 ± 8,7 kg; 171,1 ± 4,5 cm) participaram deste estudo. Primeiramente, os sujeitos realizaram um teste incremental até a exaustão voluntária para determinar a velocidade correspondente ao OBLA. Posteriormente, os sujeitos retornaram ao laboratório em duas ocasiões, separadas por pelo menos sete dias, para realizar 5 contrações isocinéticas máximas para os extensores do joelho em duas velocidades angulares (60 e 180º.s-1) sob as condições excêntrica (PTE) e concêntrica (PTC). Uma sessão foi realizada após um período de aquecimento padronizado (5 min a 50%VO2max). A outra sessão foi realizada após uma corrida contínua no OBLA até a exaustão voluntária. Essas sessões foram executadas em ordem randômica. RESULTADOS: Houve redução significante do PTC somente a 60º.s-1 (259,0 ± 46,4 e 244,0 ± 41,4 N.m). Entretanto, a redução do PTE foi significante a 60º.s-1 (337,3 ± 43,2 e 321,7 ± 60,0 N.m) e 180º.s-1 (346,1 ± 38,0 e 319,7 ± 43,6 N.m). As reduções relativas da força após o exercício de corrida foram significantemente diferentes entre os tipos de contração somente a 180º.s-1. CONCLUSÃO: Podemos concluir que, em indivíduos ativos, a redução no torque máximo após uma corrida contínua prolongada no OBLA pode ser dependente do tipo de contração e da velocidade angular.

Desempenho da colhedora de milho Penha CLM-350: parte II - sistemas de debulhamento e limpeza

Com a finalidade de quantificar o desempenho dos sistemas de debulhamento e limpeza da colhedora Penha CLM-350,, estudou-se as perdas percentuais era grão de milho, ocorridos na saída de palhas, bem como a porcentagem de impurezas, presente no milho ensacado. Tomando-se como 100% os grãos de milho colhidos pelo sistema espigador, determinou-se o valor percentual perdido pelos sistemas de debulhamento e limpeza, bem como a porcentagem de impurezas presente nos grãos de milho ensacado, nos diversos tratamentos estudados. O teor médio de umidade foi de 15,78% (b.u.). Os tratamentos correspondentes ao sistema de debulhamento e limpeza são as velocidades periféricas do debulhador ou as rotações do aspirador em faces da configuração geométrica da máquina. Os resultados obtidos foram estudados através da análise de variância, empregando-se os testes F, aos níveis de 1% e 5% de probabilidade e o teste Tukey, para a comparação estatística entre as médias. A análise estatística para verificar a influência da rotação do aspirador, era relação a porcentagem de grãos de milho perdidos na saída de palhas, mostrou diferenças altamente significativas, podendo-se admitir uma relação direta entre os dois parâmetros nas condições do ensaio. Com relação a rotação do aspirador e a porcentagem de impurezas, presentes nos grãos de milho ensacados, os testes das médias revelaram significância entre os tratamento D (1241,7 rpm) e E (820 rpm) sendo que este último apresentou a maior média. Uma análise mais acurada dos resultados sugere que a porcentagem de impurezas, estaria mais na dependência das relações de fluxo através da colhedora, do que propriamente do regime do aspirador.

Desempenho da colhedora de milho Penha CLM-350: parte III - danos mecânicos

Cm vistas a estudar o efeito do sistema de debulhamento na qualidade dos grãos de milho, realizou-se o presente trabalho, onde foram estudados os danos mecânicos sofridos pelos grãos, bem como os danos mecânicos invisíveis, evidenciados pelos testes de germinação. Nos diversos tratamentos estudados, determinou-se a porcentagem de umidade presente nos grãos de milho. Definiu-se a velocidade periférica do debulhador, pelo diâmetro (300 mm) do mesmo e as rotações, para os diversos tratamentos. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com 5 tratamentos e 6 repetições onde foram estudados os valores percentuais de grãos inteiros e quebrados, os teores de umidade correspondentes e os valores de germinação através da análise de variância. Empregou-se o teste F aos níveis de 1% e 5% de probabilidade e o teste Tukey para comparação entre as médias. da análise pode-se concluir que em relação ao teor de umidade dos grãos, os tratamentos não diferiram estatisticamente.

Effects of high intensity running to fatigue on isokinetic muscular strength in endurance athletes

The objective of this study was to examine the effects of high intensity exhaustive running exercise on the muscular torque capacity of the knee extensors for two types of contraction (concentric and eccentric) at different angular velocities (60 and 180 degrees/s) in well-trained runners. Eleven male runners specialized in middle and long-distance running volunteered to participate in this study. Initially each subject performed, on different days, two familiarization sessions on an isokinetic dynamometer and an incremental treadmill test to volitional exhaustion to determine the velocity associated with the onset of blood lactate accumulation (OBLA). The subjects then returned to the laboratory on two occasions, separated by at least seven days, to perform maximal isokinetic knee contractions at each of the velocities under eccentric (Ecc) and concentric (Con) conditions. Conducted randomly, one test was performed after a standardized warm-up period of 5 min at 50% VO2 max. The other test was performed 15 min after continuous running at OBLA until volitional exhaustion. Following this high intensity exercise there was a significant reduction of Con at 60 degrees/s and a significant reduction of Ecc at both velocities. Percent strength losses after running exercise were significantly different between contraction types only at 180 degrees/s. We can conclude that the reduction in isokinetic peak torque of the knee extensors after a session of high intensity exhaustive running exercise at OBLA depends on the contraction type and angular velocity.

Peculiar trajectories around the Lagrangian equilateral points

In the present work we analyse the behaviour of a particle under the gravitational influence of two massive bodies and a particular dissipative force. The circular restricted three body problem, which describes the motion of this particle, has five equilibrium points in the frame which rotates with the same angular velocity as the massive bodies: two equilateral stable points (L-4, L-5) and three colinear unstable points (L-1, L-2, L-3). A particular solution for this problem is a stable orbital libration, called a tadpole orbit, around the equilateral points. The inclusion of a particular dissipative force can alter this configuration. We investigated the orbital behaviour of a particle initially located near L4 or L5 under the perturbation of a satellite and the Poynting-Robertson drag. This is an example of breakdown of quasi-periodic motion about an elliptic point of an area-preserving map under the action of dissipation. Our results show that the effect of this dissipative force is more pronounced when the mass of the satellite and/or the size of the particle decrease, leading to chaotic, although confined, orbits. From the maximum Lyapunov Characteristic Exponent a final value of gamma was computed after a time span of 10(6) orbital periods of the satellite. This result enables us to obtain a critical value of log y beyond which the orbit of the particle will be unstable, leaving the tadpole behaviour. For particles initially located near L4, the critical value of log gamma is -4.07 and for those particles located near L-5 the critical value of log gamma is -3.96. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

The Levi-Civita space-time

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Experimental study of the centripetal force

We describe an experimental set-up for studying and determining the centripetal force acting on a body whose mass and radius of circular trajectory are known. The experimental behaviour is determined and compared with theoretical predictions by using a system that allows for the evaluation of the angular velocity by means of electric current measurements, and by assuming a potential dependence of the force on the body mass, radius and angular velocity. © 2007 IOP Publishing Ltd.

Nebular gas drag and planetary accretion with eccentric high-mass planets

Aims.We investigate the dynamics of pebbles immersed in a gas disk interacting with a planet on an eccentric orbit. The model has a prescribed gap in the disk around the location of the planetary orbit, as is expected for a giant planet with a mass in the range of 0.1-1 Jupiter masses. The pebbles with sizes in the range of 1 cm to 3 m are placed in a ring outside of the giant planet orbit at distances between 10 and 30 planetary Hill radii. The process of the accumulation of pebbles closer to the gap edge, its possible implication for the planetary accretion, and the importance of the mass and the eccentricity of the planet in this process are the motivations behind the present contribution. Methods. We used the Bulirsch-Stoer numerical algorithm, which is computationally consistent for close approaches, to integrate the Newtonian equations of the planar (2D), elliptical restricted three-body problem. The angular velocity of the gas disk was determined by the appropriate balance between the gravity, centrifugal, and pressure forces, such that it is sub-Keplerian in regions with a negative radial pressure gradient and super-Keplerian where the radial pressure gradient is positive. Results. The results show that there are no trappings in the 1:1 resonance around the L 4 and L5 Lagrangian points for very low planetary eccentricities (e2 < 0.07). The trappings in exterior resonances, in the majority of cases, are because the angular velocity of the disk is super-Keplerian in the gap disk outside of the planetary orbit and because the inward drift is stopped. Furthermore, the semi-major axis location of such trappings depends on the gas pressure profile of the gap (depth) and is a = 1.2 for a planet of 1 MJ. A planet on an eccentric orbit interacts with the pebble layer formed by these resonances. Collisions occur and become important for planetary eccentricity near the present value of Jupiter (e 2 = 0.05). The maximum rate of the collisions onto a planet of 0.1 MJ occurs when the pebble size is 37.5 cm ≤ s < 75 cm; for a planet with the mass of Jupiter, it is15 cm ≤ s < 30 cm. The accretion stops when the pebble size is less than 2 cm and the gas drag dominates the motion. © 2013 ESO.

Equivalente teleparalelo de algumas soluções da relatividade geral

Pós-graduação em Física - IFT

Radiação emitida por uma carga elétrica orbitando um buraco negro de Schwarzschild segundo Teoria Quântica de Campos

Desenvolvemos a quantização do campo vetorial não massivo no espaço-tempo de Schwarzschild, e calculamos a potência irradiada por uma carga elétrica em órbita circular em torno de um objeto com massa M em ambos os espaços-tempos. Em Minkowski é encontrada a expressão analítica da potência irradiada utilizando teoria quântica de campos e assumindo gravitação newtoniana. O resultado obtido é equivalente ao resultado clássico, dado que o cálculo é realizado em nível de árvore. Dadas as dificuldades matemáticas encontradas ao se tentar obter soluções expressas em termos de funções especiais conhecidas, em Schwarzschild o problema é abordado de duas formas: solução analítica no limite de baixas freqüências, e resolução numérica. O primeiro caso serviu como cheque de consistência para o método numérico. Em Schwarzschild, o cálculo também é realizado utilizando teoria quântica de campos em nível de árvore, e a expressão da potência é encontrada analiticamente na aproximação de baixas freqüências e através de métodos numérico. Após a comparação dos resultados, concluímos que, para uma mesma velocidade angular de rotação da carga (medida por observadores estatísticos assintóticos), a potência irradiada em Minkowski é maior que a potência irradiada em Schwarzschild.