ATIVIDADE PRÁTICA FÍSICA MECÂMICA

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHAREL EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
ALUNO: HÉLIO JOSÉ AUGUSTO BATISTA 
RU: 3669276 
 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA MECÂNICA 
EQUILÍBRIO E ROTAÇÃO: ESTÁTICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AMERICANA – SP, MARÇO DE 2022 
SUMÁRIO 
RESUMO 
INTRODUÇÃO 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
PARTE 1 – ANÁLISE TEÓRICA 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
PARTE 2- EXPERIMENTO NO LABORATÓRIO VIRTUAL 
PARTE 3 - EXPERIMENTO PRÁTICO 
ANALISE E RESULTADOS 
CONSLUSÃO 
REFERÊNCIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumo 
 O presente trabalho possuí experimentos físicos diretamente relacionados a 
estática, ou seja, o equilíbrio de um sistema. Para demostrar os efeitos físicos da 
estática foi utilizado um sistema de balança de pratos, para exemplificar a força e o 
torque envolvido no equilíbrio e rotação dos sistemas. 
Palavras-chaves: (Estática; Equilíbrio; Rotação; Força; Torque; Experimento) 
 
INTRODUÇÃO 
 O experimento está pautado no estudo do comportamento dos corpos em um 
estado estático, estando tal fenômeno associado ao equilíbrio e rotação dos sistemas 
utilizados no experimento. 
 O estudo da estática é aplicado os mais variados campos da física e engenharia. 
O estudo do comportamento dos corpos e as inferências causadas por forças e torques 
sobre um sistema em equilíbrio, é constantemente utilizado na industrial civil, 
manufatureira entre outros. 
 Portanto, esse experimento tem o objetivo de observar o equilíbrio do sistema 
em forma de balança e analisar as forças físicas que o regem. 
Para tal feito, os experimentos e analises estão divididos em três partes, sendo: 
 Parte 1: Teoria sobre equilíbrio estático; 
 Parte 2: Experimento no laboratório virtual da ALGETEC; 
 Parte 3: Experimento prático. 
Durante a execução dos experimentos, os dados serão coletados, 
posteriormente analisados, e por fim uma conclusão sobre os fenômenos físicos 
identificados nos experimentos será descrita. 
 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 Equilíbrio e rotação 
Para que um corpo rígido fique em equilíbrio, temos duas condições de 
equilíbrio, decorrentes da 1 a Lei de Newton: equilíbrio de translação e de rotação. 
1ª Condição – equilíbrio de translação: quando um corpo está em equilíbrio de 
translação (em repouso ou em movimento uniforme), a resultante das forças que atua 
sobre o corpo é nula. 
R = 0 ou Σ Fx = 0 e Σ Fy = 0 
2ª Condição – equilíbrio de rotação: quando um corpo está em equilíbrio de 
rotação (em repouso ou rotação uniforme), a resultante dos momentos ou torques das 
forças aplicadas, é nula. 
Σ M = 0 
PARTE 1 - ANÁLISE TEÓRICA 
1) Descreva e explique quais são as condições que possibilitam um corpo estar em 
equilíbrio. 
R: Para que um corpo possa estar em equilíbrio é necessário que a soma das 
forças e a soma dos torques que atuam sobre um determinado sistema devem 
ser nulas. 
2) Explique os princípios físicos envolvidos nos estudos sobre Equilíbrio Estático 
que descrevem o funcionamento de uma balança de pratos. 
R: No caso estudado, a balança de pratos é um corpo rígido, composto por um 
braço vertical, um eixo fixo na horizontal preso a uma base e posicionado no 
centro do braço horizontal. O eixo fixo e o braço são unidos por um vulcro de 
rotação, e dessa forma o braço horizontal está livre para rotacionar caso seja 
aplicado uma força e torque que tire o braço horizontal do equilíbrio estático. 
Ao adicionarmos 2 corpos, sendo 1 corpo em cada extremidade do braço 
horizontal, para que a balança continue em equilíbrio, é necessário que a força e 
o torque sejam nulos. 
 
P1.d1=P2.d2 
 
Sendo: 
P1: peso do corpo 1 
P2: peso do corpo 2 
d1: distância entre o centro do Peso 1 e o centro do vulcro de rotação 
d2: distância entre o centro do Peso 2 e o centro do vulcro de rotação 
 
 
Estando a barra em equilíbrio, a soma algébrica dos momentos é nula (2ª 
condição de equilíbrio): 
F1 L1 - F2 L2 = 0 
F1 L1 = F2 L2 
F1 / F2 = L2 / L1 
Temos que as forças são inversamente proporcionais aos respectivos braços de 
alavanca, ou seja, quanto maior o braço de alavanca, menor a força aplicada e vice-
versa. A força de reação do apoio é calculada aplicando a 1a condição de equilíbrio 
(equilíbrio de translação): 
ΣFy = R - F1 - F2 = 0 
R = F1 + F2 
3) Uma balança tem braços desiguais. Ela é equilibrada com um bloco de 1,50 kg 
no prato da esquerda e um bloco de 1,95 kg no braço da direita (conforme a 
figura). Se o bloco de 1,95 kg está posicionado a uma distância de L2 de 10 cm 
do eixo de rotação da balança, qual é a distância de L1 que o bloco de 1,50 kg 
em relação ao eixo de rotação para que o sistema permaneça em equilíbrio? 
 
 
Resolução: 
M=F.d 
M1=M2 
F1.L1=F2.L2 
1,5.L1=1,95.10 
L1=19,5/1,5 
L1= 13 cm 
Logo, a distância entre o bloco de 1,5 kg e o eixo de rotação é de 13 cm. 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
PARTE 2 – LABORATÓRIO VIRTUAL 
Início do experimento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Visão frontal – Sistema de pesagem (balança de prato), e corpos (massa). 
 
Identificação da massa do contra peso 1 
 
Corpo 1: Determinação da distância entre o centro do corpo e o eixo de rotação 
da balança e entre o contra peso e o eixo de rotação da balança 
 
Corpo 2: Determinação da distância entre o centro do corpo e o eixo de rotação 
da balança e entre o contra peso e o eixo de rotação da balança
 
Corpo 3: Determinação da distância entre o centro do corpo e o eixo de rotação 
da balança e entre o contra peso e o eixo de rotação da balança 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARTE 3 – EXPERIMENTO PRÁTICO 
 
Materiais necessários: 
 Régua rígida 
 Moedas de 5 centavos, 10 centavos, 25 centavos e 50 centavos 
 Massa de modelar 
 Fita adesiva 
 Lápis 
 
Procedimento: 
Conforme a imagem, prender as duas extremidades do lápis com fita adesiva e 
posicionar o centro da régua em cima do lápis. 
 
Crie três blocos de massa de modelar com arestas de aproximadamente 5 mm, 
10 mm e 15 mm. 
 
5 mm 10 mm 15 mm 
Considere a massa das moedas conforme abaixo: 
 
 
Medição 1 
Posicione um dos blocos de massa de modelar sobre a régua e posicione uma 
moeda de modo a deixar a régua em equilíbrio e alinhada horizontalmente, conforme 
mostra a figura abaixo. 
 
 
 
 
 
dMassa dMoeda 
4g 5g 8g 8g 
 
Registre a distância dBloco medida do centro do bloco até o centro do lápis e a 
distancia dmoeda do centro da moeda até o centro do lápis. Converta a medida para 
metros. 
 
 
Medição 2 
Posicione um dos blocos de massa de modelar sobre a régua e posicione uma 
moeda de modo a deixar a régua em equilíbrio e alinhada horizontalmente, conforme 
mostra a figura abaixo. 
 
dBloco dMoeda 
dMassa dMoeda 
Registre a distância dBloco medida do centro do bloco até o centro do lápis e a 
distancia dmoeda do centro da moeda até o centro do lápis. Converta a medida para 
metros. 
 
 
Medição 3 
Posicione um dos blocos de massa de modelar sobre a régua e posicione uma 
moeda de modo a deixar a régua em equilíbrio e alinhada horizontalmente, conforme 
mostra a figura abaixo. 
 
 
dBloco dMoeda 
dMassa dMoeda 
Registre a distância dBloco medida do centro do bloco até o centro do lápis e a 
distancia dmoeda do centro da moeda até o centro do lápis. Converta a medida para 
metros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
dBloco dMoeda 
ANALISES E RESULTADOS 
A observação dos experimentos no laboratório virtual e prática, possibilitou a 
geração de dados físico matemáticos, que explicam o comportamento de um sistema 
de balança sobre equilíbrio (estático). 
Abaixo as tabelas resultantes dos dois experimentos: 
TABELA 1: Dados extraídos do experimento com a balança de prato 
Mcontrapeso 
(kg) 
dContrapeso 
(m) 
Pcontrapeso 
(N) 
Mmassa 
(kg) 
dMassa 
(m) 
Pmassa 
(N) 
0,5 10,2.10-2 4,9 0,350 14,5.10-2 3,44 
0,5 8,7.10-2 4,9 0,299 14,5.10-22,94 
0,5 7,9.10-2 4,9 0,271 14,5.10-2 2,66 
 
TABELA 2: Dados extraídos do experimento pratico 
Mmoeda 
(kg) 
dMoeda 
(m) 
Pmoeda 
(N) 
Mbloco 
(kg) 
dBloco 
(m) 
Pbloco 
(N) 
0,008 14.10-2 0,078 0,012 9.10-2 0,12 
0,008 14.10-2 0,078 0,007 14.10-2 0,07 
0,008 6.10-2 0,078 0,003 14.10-2 0,03 
 
Para a extração dos dados, foi utilizado os seguintes cálculos físicos: 
Conversão de massas de grama para quilograma 
1 kg=1.000g, logo 1g=0,001kg 
Conversão de medidas de centímetro para metro 
1cm=0,01m 
Cálculo da força peso P, que atua sobre o contra peso 
Pcontrapeso=Mcontrapeso.g 
Cálculo da força peso P, que atua sobre o corpo 
Pcorpo.dcorpo=Pcontrapeso.dcontrapeso 
Cálculo da massa do corpo 
Pcorpo=Mcorpo.g 
O valor da aceleração da gravitacional adotada é de g=9,81 m/s2 
 
CONCLUSÃO 
 Em virtude dos dados expostos podemos concluir que um sistema em 
equilíbrio estático é composto pela condição que se resulta das forças e a soma dos 
momentos das forças, ou torques, que serão nulas. 
 Podemos identificar que a medida que a massa do corpo aumenta, a 
distância em relação ao eixo de rotação aumenta para manter o equilíbrio. 
 
REFERÊNCIAS 
YOUNG, D. HUGH.; FREEDMAN, A. ROGER. Física 1. Ed. 14ª: Editora 
Pearson,2016. 
SILVA, H. M. OTTO. Mecânica Básica. Ed. 1ª: Editora Intersaberes,2016.