Relatório 5- Equilíbrio (FIS EXP BÁSICA)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ-UFC 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
DISCIPLINA DE FÍSICA EXPERIMENTAL BÁSICA 
 
 
 
PRÁTICA 05- EQUILÍBRIO 
 
Aluno: Bárbara Maria Borges da Silva 
Curso: Engenharia de Alimentos 
Matrícula: 498907 
Turma:01 
Professor: Wandeberg Paiva Ferreira 
Data de Realização de Pesquisa: 16/02/2021 
Horário de realização da pesquisa: 08:00-11:00 
 
 
 
FORTALEZA 
2021 
 
1.OBJETIVOS 
- Medir as reações nos apoios de uma viga apoiada em dois pontos, quando uma carga móvel 
é deslocada sobre a mesma. 
- Verificar as condições de equilíbrio para um corpo rígido. 
- Determinar o centro de gravidade (centro de massa) de um sistema. 
2.MATERIAL 
-Link para a simulação a ser usada: https://labfisica-ufc.wixsite.com/labfisica/equilibrio-de-
um-corpo-extenso 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://labfisica-ufc.wixsite.com/labfisica/equilibrio-de-um-corpo-extenso
https://labfisica-ufc.wixsite.com/labfisica/equilibrio-de-um-corpo-extenso
3.INTRODUÇÃO 
Sabe-se que um corpo é considerado rígido quando as posições das partículas que constituem 
o corpo não mudam de posição durante o tempo em que ele é estudado. Logo, considerando 
que um corpo rígido esteja sujeito à ação de forças sobre um mesmo plano, assim, dizemos que 
esse corpo se encontra em equilíbrio quando se encontra ao mesmo tempo em equilíbrio de 
rotação e translação. A fim de garantir o equilíbrio do corpo, deve-se impor algumas condições 
para que essa situação aconteça. A priori, a resultante do sistema de forças deve ser igual a 
zero, e por fim, a soma algébrica dos momentos das forças do sistema, em relação ao polo 
arbitrário também deve ser nula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.PROCEDIMENTOS 
Para a realização dessa prática, utilizei o simulador descrito na seção 2 (material) deste 
relatório. Pude efetuar a medição das massas com facilidade, entretanto, tive dificuldade em 
transformar as medidas em g/f, haja vista que nunca havia trabalhado com essa unidade em 
outras situações. 
1 - Determine os pesos de cada barra e de cada “peso” e anote na Tabela 1. Anote os pesos em 
Newtons e em grama-força. Use g = 9,81 m/s2. Use notação científica para expressar os pesos 
com um número correto de algarismos significativos. 
Tabela 1. Pesos dos elementos disponíveis na simulação. 
Número Peso da Barra 
(N) 
Peso da Barra 
(gf) 
“Peso” (N) “Peso” (gf) 
1 
9,81N 
 
1x10-3gf 
4,905 N 
 
0,5x10-3 gf 
 
2 
4,905x101 N 
 
5,005x10-3gf 
1,962N 
 
 
0,2x10-3 gf 
3 
1,962x101 N 
2x10-3gf 
 
 
2,92N 
0,297x10-3 gf 
 
 
2 - Escolha a Barra 1 e o “peso” 3. Posicione a Balança 1, na posição 20 cm sob a barra e a 
Balança 2 na posição 80 cm. 
 
3 - Faça o “peso” 3 percorrer a Barra 1 de acordo com as posições x(cm) indicadas na Tabela 
2, a partir do zero (extremidade), anotando os valores das reações RA e RB (leituras das Balanças 
1 e 2 respectivamente). Anote também os valores de RA+ RB em função de x. Use g = 9,81 
m/s². Use notação científica para expressar as reações, RA, RB e RA+ RB com um número correto 
de algarismos significativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 2. Leitura das balanças para a configuração do procedimento 2. 
x (cm) RA (N) RB (N) RA+ RB (N) 
0 8,82 N 
 
3,92 N 
 
1,274x 101N 
 
10 8,33 N 
 
4,41 N 
 
 
1,274x 101N 
 
20 7,84 N 
 
4,9 N 
 
1,274x 101N 
 
30 7,35 N 
 
5,39 N 
 
1,274x 101N 
 
40 6,86 N 
 
5,88 N 
 
1,274x 101N 
 
50 6,37 N 
 
6,37 N 
 
1,274x 101N 
 
60 5,88 N 
 
6,86 N 
 
1,274x 101N 
 
70 5,39 N 
 
7,35 N 
 
1,274x 101N 
 
80 4,9 N 
 
7,84 N 
 
1,274x 101N 
 
90 4,41 N 
 
8,33 N 
 
1,274x 101N 
 
100 3,92 N 
 
8,82 N 
 
1,274x 101N 
 
 
 
 
4 - Escolha na simulação a Barra 1 e o “Peso” 1. Posicione a Balança 1, na posição 10 cm sob 
a barra e a Balança 2 na posição 60 cm. 
5 - Faça o “peso” 1 percorrer a Barra 1 de acordo com as posições x(cm) indicadas na Tabela 
3, a partir do zero (extremidade), anotando os valores das reações R1 e R2 (leituras das Balanças 
1 e 2 respectivamente). Anote também os valores de R1+ R2 em função de x. Anote os valores 
em grama-força. Se não for possível colocar o “peso” 1 em alguma das posições indicadas, 
preencha o local correspondente da Tabela 3 com “xxxx”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 3. Leitura das balanças para a configuração do procedimento 5. 
x (cm) RA (gf) RB (gf) RA+ RB (gf) 
0 7,76 x10-3 gf 
 
6,93 x10-3 gf 
 
14,69 x10-3 gf 
 
10 6,75x10-3 gf 
 
7,94x10-3 gf 
 
14,69 x10-3 gf 
 
20 5,78x10-3 gf 
 
8,82x10-3 gf 
 
14,69 x10-3 gf 
 
30 4,72 x10-3 gf 9,92 x10-3 gf 
 
14,69 x10-3 gf 
 
40 3,72 x10-3 gf 
 
10,89 x10-3 gf 
 
14,69 x10-3 gf 
 
50 2,74 x10-3 gf 
 
11,8 x10-3 gf 
 
14,69 x10-3 gf 
 
60 1,82 x10-3 gf 
 
12,88 x10-3 gf 
 
14,69 x10-3 gf 
 
70 0,8 x10-3 gf 
 
13,83 x10-3 gf 
 
14,69 x10-3 gf 
 
80 0 gf 14,71 x10-3 gf 
 
14,71 x10-3 gf 
 
90 xxxx 
 
xxxx 
 
 
xxxx 
100 xxxx 
 
 
xxxx 
xxxx 
 
 
 
 
6 - Calcule a posição do Centro de Gravidade do sistema formado pelo “Peso” 1 e pela Barra 
1, para cada uma das posições do “Peso” 1 indicadas na Tabela 4. Todas as barras da simulação 
têm L = 100 cm. 
Tabela 4. Posição do Centro de Gravidade. 
x (cm) 0 20 50 90 100 
XCG (cm) 33,33 cm 
 
40,00 cm 
 
50,00 cm 63,33 cm 66,66 cm 
 
 
 
OBS: Calcule as posições do Centro de Gravidade até mesmo para as posições em que não 
foram possíveis colocar o “Peso” 1 no procedimento 5. 
 
 
 
 
5. QUESTIONÁRIO 
1 - Trace em um mesmo gráfico, a reação RA em função da posição x(cm), RB em função da 
posição x (cm) e RA+ RB em função da posição x(cm) com os dados da Tabela 2. 
 
 
Fonte: Própria (2021) 
2- Trace em um mesmo gráfico, a reação RA em função da posição x(cm), RB em função da 
posição x (cm) e RA+ RB em função da posição x(cm) com os dados da Tabela 3. 
 
Fonte: Própria (2021) 
3 - Verifique, para os dados obtidos com o “Peso” 3 na posição 30 cm sobre a Barra 1 (Tabela 
2), se as condições de equilíbrio são satisfeitas (equações 1 e 2). Comente os resultados. 
RA+RB-P1-P2=0 
7,35+5,3-2,94-9,81=0 
PI x P2/L2 -RA XA- RB XB 
2,94x 30+ 9,81x50 – 7,35x20 – 5,39x80=0 
Dessa forma, é possível observar que após aplicar os dados na fórmula, pode-se perceber que 
os corpos se encontraram em equilíbrio, concluindo-se que o experimento obedece as 
condições para que se haja equilíbrio. 
 
4- No procedimento 5 não é possível deslocar o “Peso” 1 para qualquer posição sobre a Barra 
1 e manter o sistema em equilíbrio. Calcule a posição do Centro de Gravidade do sistema 
formado pela Barra 1 e pelo “Peso” 1 quando o mesmo está posicionado na posição mais à 
direita possível na simulação. 
XCG = [x.P1 + (L/2)P2]/(P1 + P2) 
XCG=80x4,91+[(100/2)x9,81]/(4,91+9,81) 
XCG=60,00cm. 
 
5- Calcule os valores esperados para as reações RA e RB (leituras nas balanças em g), para uma 
Barra de 100 cm e 120 gf e um peso de 30 gf colocado sobre a Barra na posição x = 80 cm. 
Considere que uma Balança é colocada na posição 20 cm e a outra na posição 90 cm. 
1gf = 9,81x10-3 
N RA + RB-PI-P2 = 0 
P1 X + P2 L 2 - Ra Xa - Rb Xb = 0 
P2: 120 → gf = 1,18 N 
P1 : 30 → gf = 0,20 N 
Ra + Rb - P1 - P2 = 0 
 Ra + Rb 0,29 - 1,18 = 0 
 Ra = Rb - 1,17 0,29 • 80 + 1,47 • (100 / 2) - Ra • 20 - Rb • 90 = 0 
 Rb = 0,71 N 
Ra = 0,71N 
Para obter a reação das balanças, utilizei F=m.a, considerando g=9,81. Conclui que a reação 
da balança 1 é igual a 72g e a reação da balança 2 é igual a 77g 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6.CONCLUSÃO 
Com a efetivação desta prática, pude obter mais conhecimentos sobre o equilíbrio de um corpo 
extenso, conteúdo que foi abordado de forma rasa durante o ensino médio. Pode-se observar 
claramente as condições de equilíbrio de um corpo por meio dos dados da tabela. Tal prática, 
pode ainda, agregar-memais conhecimentos, visto que a medição com unidades diferentes, 
instigaram-me a buscar mais sobre essas, afim de aprender sobre o assunto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.REFERÊNCIAS 
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Equilíbrio do corpo extenso"; Brasil Escola. 
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/equilibrio-corpo-extenso.htm. 
Acesso em 16 de fevereiro de 2021.