Relatório - Equilíbrio de forças

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Experimento 1 – Equilíbrio de Forças 
 
Alisson Lourenço Martins, Lara Fernanda, Luana Rodrigues dos Santos de Carvalho, 
Rafael França Perotti e Regiane Galdino dos Santos – EGP2A 
Faculdade OPET 
e-mail: alissonlmarttins@gmail.com,larafernanda.22@hotmail.com, luanarsl@hotmail.com, 
rafaelperotti@gmail.com,regiane.galdino@hotmail.com 
 
 
 
 
 
 Resumo. Este relatório tem como objetivo 
apresentar os resultados obtidos em experimento 
prático referente ao equilíbrio de forças realizado 
no último dia 11/08/2015 no laboratório de física 
sob a supervisão do professor Jeferson, tem como 
objetivo demonstrar na prática a condição de 
equilíbrio. 
 
 
Introdução 
Neste artigo será demonstrado um dos casos mais 
simples da física conhecido como equilíbrio de forças, e 
os momentos sobre a variação da força. Desenvolvendo 
modelos e ferramentas que serão necessários para 
descrever o a tração entre as cordas, introduzindo as 
definições precisas para descrever o valor da força em um 
determinado peso, sendo eles: força, ângulos, peso. 
Para realização deste experimento foi utilizado 
como material de apoio, em uma das bancadas: um 
painel com dois dinamômetros e um transferidor 
fixo para medir os ângulos, um painel com uma 
régua para medir distâncias e pesos de 0,5. 
 Seguimos o procedimento disponibilizado pelo 
professor Jeferson conforme descrito a seguir. 
Procedimento Experimental 
 – Tração em Cordas 
Montou-se um sistema ajustando os 
dinamômetros que suspendiam um corpo livre até 
ser atingido um equilíbrio estático, com o esquema 
montado, foram obtidas as seguintes trações T1 e T2, 
através dos dinamômetros, a massa m do corpo de 
prova através da balança e o seu respectivo peso P. 
Tabela 1 - Dados obtidos no experimento 
T1 (N) T2 (N) Massa P = m.g (N) 
0,32 0,30 0,05 5 N 
0,56 0,60 0,10 10 N 
0,84 0,088 0,15 15 N 
 
 Mediu-se com auxílio do transferidor fixo no 
painel, o ângulo α formado entre as trações T1 e T2, 
verificou-se que o ângulo α nas três medições 
resultou em 145º. 
De acordo com a 1ª Lei de Newton, se o corpo 
encontra-se em equilíbrio , a força 
resultante em R das tensões T1 e T2 deve ser igual 
ao peso P do corpo pendurado. 
Como as duas trações formam um ângulo de 145º 
aplica-se a lei dos cossenos para determinar a força 
resultante das trações. Desta forma a resultante R 
será dada pela Lei dos cossenos isto é: 
R2 = T12 + T22 + 2. T1.T2 . cos α 
Comparando os valores obtidos observamos que o 
valor é aproximado ao valor do peso. 
Abaixo representamos os vetores envolvidos no 
procedimento experimental. 
 
 
Figura A- Vetores envolvidos 
 
Figura B - Representação das forças 
envolvidas. 
– Equilíbrio de um corpo rígido 
O objetivo deste experimento é estudar as condições 
de equilibrio de uma barra rígida analisando seu 
comportamento no momento linear da barra, 
comparando os centros de gravidade e de massa da 
barra conforme variam as forças que atuam sobre ela 
observando quando há conservação de momento 
equilibrio. 
 
 
Figura C - Representação do experimento de 
equilíbrio de um corpo rígido. 
A capacidade de uma força de acarretar movimento 
de rotação num corpo extenso chama-se momento de 
uma força ou torque. O momento pode ser definido 
como o produto da força F aplicada em relação a um 
determinado ponto pela distância que separa o ponto 
de aplicação dessa força ao ponto. 
Assim, temos: 
M = F.d. 
No experimento realizado precisávamos ter equilíbrio 
da barra. Para isso têm-se duas condições: 
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. ∑ F = 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. ∑ M = 0 
Através das anotações dos módulos dos pesos e as 
distâncias obtidas completamos a seguinte tabela: 
N F1 D1 F2 D2 F1.D1 F2.D2 MR 
1 0,5 20 0,5 0,20 - 0,10 0,1 0 
2 1,0 10 0,5 0,20 - 0,10 0,1 0 
3 2,0 0,05 0,5 0,20 - 0,10 0,1 0 
 
Através dos resultados dos calculos realizados 
concluimos que para que ocorra equilibrio de um corpo 
rígido o momento resultante sempre será nulo. 
Também pudemos observar que as condições de 
equilibrio de um corpo rígido foram comprovadas. 
 
Conclusão 
Referente ao experimento realizado de tração em 
cordas concluímos que: Para aplicação das leis de 
Newton foi realizada a decomposição de forças para 
determinar a força resultante a cada alteração de 
ângulos, obtendo seu valor igual a zero provando que o 
sistema estava em equilíbrio. O valor obtido foi 
satisfatório atendendo assim o objetivo do 
experimento. 
Referente ao experimento de Equilíbrio de um 
corpo rígido a precisão foi comprovada, pois as 
condições para se manter um corpo em equilíbrio 
foram atendidas. 
Ao aplicarmos as equações de equilíbrio, 
assumiremos que o corpo permanece rígido, 
entretanto todos os corpos deformam quando 
sujeitos as cargas. Embora esse seja o caso de 
muitos materiais usados em engenharia como o aço 
e o concreto, são muito rígidos, portanto sua 
deformação normalmente é muito pequena. 
Consequentemente, quando aplicamos as equações 
de equilíbrio, em geral podemos assumir, sem 
introduzir qualquer erro significativo que o corpo 
permanecerá rígido e não deformará sob a carga 
aplicada. Desse modo, a direção das forças aplicadas 
e seus braços de momentos com relação a uma 
referência fixa permanecem invariáveis antes e após 
o corpo ser carregado. 
 
 
Referências 
 
EXPERIMENTO I: Equilíbrio de Forças 
Física Geral II 
[1] HALLIDAY, D., RESNICK, R. e KRANE, K.S.; 
Fundamentos de física. vols.1 e 2, 4a edição, LTC, 
1996. 
[2] HIEBBELER, Russel Charles; Estática – 
Mecânica para Engenharia, 12ª edição, Pearson , 
2011.