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MECÂNICA CLÁSSICA – PRÁTICAS (12h)
OBRIGAÇÕES DOS ALUNOS PARA A AULA EXPERIMENTAL
1. Os alunos devem chegar no horário da aula, devidamente trajados. O professor poderá dar uma tolerância de, no máximo, 15 minutos de atraso.
2. Todos os alunos deverão ler os roteiros antes das aulas.
3. O tema da aula experimental deve ser de conhecimento prévio do aluno. Nesse caso, pesquisar e estudar é OBRIGAÇÃO de todos os alunos.
4. Os alunos devem realizar todos os experimentos da aula e responder todas as questões.
5. Entregar os cálculos e outras respostas do experimento de forma organizada e bem legível preenchidas a caneta.
6. Os grupos formados serão sempre os mesmos até o fim da disciplina.
7. Faltas serão RIGOROSAMENTE determinantes. O aluno NÃO poderá realizar experimentos com outro professor. Se faltar a aula prática, NÃO haverá reposição de experimento e o aluno perderá a nota do roteiro.
8. Todos os alunos deverão assinar o seu próprio nome e a turma nos roteiros. O professor não aceitará os roteiros que não estejam assinados pelos próprios integrantes da equipe, ou seja, é proibido que um aluno assine por outro. Lembrem-se de que o roteiro é um documento oficial, e por isso deve ser assinado pelos próprios alunos.
9. As equipes deverão deixar as bancadas organizadas e limpas, para serem usadas por outras turmas.
10. Nunca ligue um dispositivo ou faça alguma medida sem a autorização do professor, técnico de laboratório ou monitor.
EXPERIMENTO 1 – PLANO INCLINADO
1. Conheça os dinamômetros analógicos de mola.
	O dinamômetro é um medidor de forças que, conforme o modelo pode medi-la em qualquer direção.
Figura 1 – Dinamômetro tubular – Cidepe EQ007N.
	Cuidados:
· Nunca utilize além da sua capacidade máxima.
· Nunca solte bruscamente um dinamômetro quando estendido.
· Antes de usá-lo sempre verifique se a parte frontal da capa está alinhada com o zero da escala, caso contrário, faça a ajustagem inicial.
· Faça o zeramento inicial ou ajuste do zero, na posição em que o dinamômetro será utilizado (vertical, horizontal ou inclinada).
Como ler na escala:
· A escala dos dinamômetros foi projetada com 100 divisões de 1 mm de cada divisão correspondente a 1/100 da capacidade da sua carga máxima.
2. As condições de equilíbrio de um móvel num plano inclinado.
2.1. Material necessário.
Figura 2 – Plano inclinado kersting – Cidepe EQ 001F.
· 01 plano inclinado, escala de 0 a 45o; sistema de elevação contínuo e sapatas niveladoras.
· Massas acopláveis de 50g.
· 01 carro.
· 01 dinamômetro de 2 N.
2.2. Montagem.
	Determine o peso P do móvel formado pelo conjunto carro mais X massas de 50 g acopláveis
P = ____ N
	Monte o equipamento prendendo a cabeceira do dinamômetro entre os dois fixadores na parte superior do plano inclinado. O dinamômetro deve ficar paralelo à rampa.
	Gire o manípulo do fuso e incline o plano articulável até um ângulo determinado.
 = _____
	Prenda o móvel pela conexão flexível ao dinamômetro, atento para que a escala não se atrite com a capa. O indicador da orientação da força peso atuante no carrinho, não deve tocar na base do conjunto, caso necessário, eleve um pouco a rampa.
2.3. Andamento das atividades.
Q1 - Faça o Diagrama de forças que atuam neste momento sobre o móvel, identificando cada uma delas.
Q2 - A força peso atua segundo a orientação do conjunto móvel dependurado no carro, justifique o fato de, quando livre, o móvel executar um movimento ao longo da rampa. Qual é o agente físico responsável por este deslocamento?
Q3 - Com o valor da força peso do móvel e a inclinação da rampa, faça um diagrama identificando as características do vetor componente Px.
Q4 - Qual a orientação e o valor modular da força de tensão T? Confronte o valor da força de tensão com o valor calculado para a força componente Px. Caso haja diferença, calcule o percentual de erro e procure justifica-lo.
Q5 - Dê a orientação e calcule o valor da força normal N.
Q6 - Sabendo que a força resistente FR é igual ao peso do conjunto e que a tensão no fio equivale à força motora FM, num plano inclinado a vantagem mecânica é função da sua inclinação? Justifique sua resposta.
	Chamamos de vantagem mecânica VM a razão entre a força resistente e a força motora.
3. Determinação do coeficiente de atrito estático e cinético (deslizamento).
3.1. Material necessário.
· 01 plano inclinado com escala de 0 a 45o graus, sapatas niveladoras amortecedoras.
· 01 rampa auxiliar de engate rápido.
· 01 corpo de prova de madeira com faces de diferentes coeficientes de atrito.
3.2. Montagem.
	Determine o peso PM do corpo de prova de madeira. PM = ____ N.
	Fixe a rampa auxiliar com o parafuso existente no topo do plano inclinado.
3.3. Andamento das atividades.
	Com a parte esponjosa do corpo de prova em contato com a rampa auxiliar, gire o manípulo do fuso de elevação contínua, inclinando o plano articulável até o ângulo de 15o.
Q7 - Faça o diagrama de forças – I, atuantes sobre o corpo de prova. Justifique o motivo pelo qual o móvel não desce a rampa sob a ação da sua componente Px.
Q8 - Determine o valor da força de atrito estático fe que, neste caso, atua entre o corpo de prova e o plano inclinado.
	Mantendo o corpo de prova com a esponja para baixo, eleve a rampa continuamente (sempre dando leves batidas com o dedo sob a mesma) até começar o deslizamento. Em seguida, diminua levemente a inclinação até obter um movimento bastante vagaroso do móvel.
	Anote na Tabela 1 o valor do ângulo para o qual ocorreu deslizamento aproximadamente uniforme.
Tabela 1
	Número de medidas executadas
	Ângulo de ocorrência de movimento
	1
	
	2
	
	3
	
	4
	
	Ângulo médio encontrado
	
Q9- Faça o diagrama de forças – II, atuantes sobre o móvel, considerando o ângulo médio de ocorrência do movimento aproximadamente uniforme.
Q10 - Considerando o diagrama de forças, verifique a validade das seguintes expressões: N = P. cos e fc = P. sen.
Q11 - Comprove a seguinte expressão: “O coeficiente de atrito cinético de deslizamento de um móvel que desliza em MRU sobre um plano inclinado é numericamente igual a tangente do ângulo de inclinação da rampa.“
EXPERIMENTO 2 – CONJUNTO ARETE
1. A vantagem mecânica da roldana móvel.
1.1. Material necessário.
Figura 1 – Conjunto de mecânica arete – Cidepe EQ 005.
· 01 sistema de sustentação principal com tripé, haste principal e sapatas niveladoras e mesa suporte Arete.
· 01 escala milimetrada.
· 01 cordão com anel e gancho.
· 06 massas acopláveis com peso de 50 gf (aproximadamente 0,5 N cada uma).
· 02 ganchos lastro.
· 01 roldana móvel com gancho.
· 01 dinamômetro de 2 N.
A roldana funciona é uma roda com um sulco periférico, dotada de liberdade de firo em torno de um eixo que passa pelo seu centro, podendo ser classificada como roldana fixa ou móvel.
1.2. Montagem
	Execute a montagem prendendo a régua pelo orifício existente em sua extremidade e fixando a ponta do fio com anel na posição C indicada na peça.
1.3. Andamento das atividades.
	Com o dinamômetro, meça o valor da força resistente FR (carga ou peso do conjunto formado pelo gancho lastro e 2 massas acopláveis). 
FR = _____ N.
	Prenda o dinamômetro na roldana fixa e na vertical, determine o valor da força equilibrante FM.
FM = _____ N.
Q1 - Determine a vantagem mecânica estática real da roldana fixa utilizada.
	Chamamos de vantagem mecânica estática real à razão entre a força resistente e a menor força motriz FM que equilibra o sistema.
	Com a escala milimetrada meça a distância dM percorrida pela força motriz, para elevar a carga de uma distância qualquer dR.
Q2 - Determine a vantagem mecânica estática ideal da roldana móvel.
	Chamamos de vantagem mecânica estática ideal à razão entre a distância dM percorrida pela força motriz e a distância dR percorrida pela força resistente. Observe que a na determinação não se considera o atrito nem o peso da roldana.
Puxando lentamente o dinamômetro, determine o valor da menor força motriz FM capaz de imprimir um movimento uniforme ao sistema.
FM = _____ N.
Q3 - Calcule a vantagem mecânicadinâmica da roldana fixa utilizada.
	Chamamos de vantagem mecânica dinâmica à razão entre a força resistente e a menor força motriz que produz um movimento uniforme ao sistema.
Verifique a veracidade de sua resposta dependurando uma segunda massa de peso igual a metada da FR na extremidade livre do cordão.
Q4 - No sistema utilizado, quantos centímetros de cordão deve a força motriz puxar para que a carga suba 5 cm?
Q5 - Cite um equipamento que utilize em sua composição uma roldana móvel, explicando sua finalidade.
2. A vantagem mecânica da talha exponencial.
2.1. Material necessário.
· 01 sistema de sustentação principal com tripé, haste principal e sapatas niveladoras e mesa suporte Arete.
· 03 roldanas móveis com gancho.
· 01 dinamômetro de 2 N.
· 09 massas acopláveis com peso de 50 gf.
· 03 ganchos lastro.
· 01 escala milimetrada.
2.2. Montagem.
	Execute a montagem conforme a Figura 2, utilizando apenas duas roldanas móveis.
Figura 2 - Conjunto de mecânica arete – Cidepe EQ 005.
2.3. Andamento das atividades.
	Meça o peso do conjunto de 2 roldanas móveis com gancho, um gancho lastro e 8 massas acopláveis, anotando o valor encontrado com força resistente.
FR = _____ N.
	Monte um sistema de talha exponencial, composto por duas roldanas móveis, uma roldana fixa e dois cordões.
Determine o valor da força motora FM indicada pelo dinamômetro.
FM = _____ N.
Q1 - Determine a vantagem mecânica da talha exponencial montada com duas roldanas móveis.
Meça o peso do conjunto de 3 roldanas móveis com gancho, um gancho lastro e 8 massas acopláveis, anotando o valor encontrado com força resistente.
FR2 = _____ N.
	Monte um sistema de talha exponencial, composto por três roldanas móveis, uma roldana fixa e dois cordões.
Determine o valor da força motora FM2 indicada pelo dinamômetro.
FM2 = _____ N.
Q2 - Calcule a nova vantagem mecânica desta talha exponencial com três roldanas móveis. 
Verifique que cada roldana móvel reduz à metade a FR que recebe, por este motivo é que denominamos a este conjunto de talha exponencial. Para um caso geral podemos afirmar que FM = FR/2n, onde o expoente n é o número de roldanas móveis utilizadas na talha exponencial.