01 - Equilibrio de uma particula - 2018

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
INSTITUTO DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE ENSINO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Equilíbrio de uma partícula 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Roteiro de Física Experimental 2 
Experimento 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maceió 
1 
Sumário 
 1 Introdução ........................................................................................................................................ 2 
 2 Objetivo ............................................................................................................................................ 3 
 3 Material ............................................................................................................................................ 3 
 4 Procedimento ................................................................................................................................... 3 
 5 Análise e discussão........................................................................................................................... 5 
Referência ............................................................................................................................................ 5 
2 
 
2 
 1 Introdução 
Consideramos como uma partícula todo corpo cujas dimensões são desprezíveis. Sendo 
assim, para estar em equilíbrio (com velocidade constante ou nula), é necessário e suficiente 
que a força resultante sobre essa partícula seja nula. 
Figura 1: Diagrama de forças. 
 
Fonte: Lab. Ensino Física UFAL 
 
Quando as forças são perpendiculares, como na figura 1, precisamos dizer que para o 
corpo estar em equilíbrio deve ser nula a força resultante ao longo do eixo x e, ao longo do eixo y. 
Logo, para a partícula estar em equilíbrio, tem-se que: 
∑𝐹𝑥 = 0 (1) 
∑𝐹𝑦 = 0 (2) 
Mas, se sobre o corpo temos uma força que forma um ângulo entre 0° e 90°, devemos 
antes, impor a condição de equilíbrio, realizar uma decomposição de forças nos eixos X e Y, 
através das equações (3) e (4). 
𝐹𝑥 = |𝐹|cosθ (3) 
𝐹𝑦 = |𝐹|𝑠𝑒𝑛θ (4) 
Para uma partícula em equilíbrio e que está submetida à ação de três forças, podemos 
também, utilizar o teorema de Lamy, que pode ser enunciado da seguinte forma: 
“Quando um ponto material está em equilíbrio e submetido à ação de três forças 
coplanares e concorrentes, a intensidade de cada uma dessas forças é 
diretamente proporcional ao seno do ângulo formado pelas outras duas forças”. 
De acordo com a lei dos senos, podemos representar matematicamente o teorema de 
Lamy com a expressão (5). 
𝐹1
𝑠𝑒𝑛α
=
𝐹2
𝑠𝑒𝑛β
=
𝐹3
𝑠𝑒𝑛γ
 (5) 
 
Onde α é o ângulo oposto à F1, β é o ângulo oposto a F2 e γ é o ângulo oposto à 
F3. 
 
3 
 
3 
 2 Objetivo 
• Verificar o processo de decomposição de uma força; 
• Compreender a condição de equilíbrio de uma partícula; 
• Verificar a validade do teorema de Lamy; 
• Determinar o peso de um objeto pelo método de decomposição de forças e pelo teorema 
de Lamy. 
 3 Material 
Material Quantidade 
Tripés 2 
Hastes 4 
Dinamômetros 2 
Massas aferidas - 
Transferidor 1 
 4 Procedimento 
Parte 1 
1. Monte o arranjo experimental conforme a figura 2; 
Figura 2 – Modelo Experimental 
 
Fonte: Lab. de Ensino de Física UFAL 
 
2. Verifique no dinamômetro D1 a força exercida: F1 = __________ 
 Meça o ângulo α entre F1 e a horizontal: α = _______________________ 
 Verifique no dinamômetro D2 a força exercida: F 
 Meça o ângulo β entre F2 e a horizontal: β = _______________________ 
4 
 
4 
Parte 2 
3. Mude a configuração do arranjo experimental, de forma a obter ângulos 
diferentes entre as forças. (Facultativo: mude também a massa suspensa) 
4. Meça os ângulos formados entre as forças F1, F2 e P (figura 3). 
α = _____________________ 
β = _____________________ 
γ = _____________________ 
 
Figura 3 – Modelo Experimental 
 
Fonte: Lab. de Ensino de Física UFAL 
 
 
 5 Análise e discussão 
Parte 1 
1) Em papel milimetrado, desenhe os eixos cartesianos e as forças F1 e F2 dos 
procedimentos 1 e 2, respeitando os ângulos entre as forças e a horizontal. 
2) Decomponha as forças em suas componentes fx e fy. 
3) Verifique se na horizontal (eixo x) a condição de equilíbrio é satisfeita. 
4) Determine o peso do corpo suspenso. 
 
5 
 
5 
Parte 2 
5) Em um papel milimetrado desenhe o diagrama de forças dos procedimentos 3 e 4 
de acordo com os módulos das forças indicadas pelos dinamômetros, bem como 
os ângulos entre as mesmas. 
6) Determine o peso do corpo suspenso pelo teorema de Lamy. 
 
Recomendações 
O teorema de Lamy diz que para um conjunto de três forças aplicadas a um mesmo ponto, 
a razão entre os módulos das forças e o seno dos ângulos opostos a elas é igual para todas as 
forças. 
Referência 
[1] KELLER, F. J.; GETTYS, W. E.; SKOVE, M. J.; “Física”; 1ª Edição; São Paulo; Makron 
Books; 2004; 
[2] R. Resnick, D. Halliday – Física. Volume 2.