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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS Instituto de Física Física - Bacharelado Roteiro de Física Experimental 2 Experimento 1 Equilíbrio de uma partícula e de Corpo rígido Aluno(as): Gabriel de Lima Santos Maria Samyra dos Santos Silva Sara da Silva Felix Profa.Dra: Maria Socorro Seixas Pereira Maceió - AL Fevereiro de 2023 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS Instituto de Física Física - Bacharelado Aluno(as): Gabriel de Lima Santos Maria Samyra dos Santos Silva Sara da Silva Felix Roteiro de Física Experimental 2 Experimento 1 Equilíbrio de uma partícula e de Corpo rígido Relatório do experimento acima citado realizado no laboratório de física 2, sob orientação da Professora Doutora Maria Socorro Seixas Pereira, como requisito para avaliação da disciplina de Física Experimental 2. Maceió - AL Fevereiro de 2023 Sumário Objetivo .......................................................................................................................... 03 1 Parte I - Equilíbrio de uma partícula ........................................................................... 03 1.1 Introdução Teórica .................................................................................................... 03 1.2 Materiais e Procedimentos ........................................................................................ 04 1.3 Resultado e Análise Física ........................................................................................ 06 2 Parte II - Equilíbrio de um corpo extenso .................................................................... 07 2.1 Introdução Teórica .................................................................................................... 07 2.2 Materiais e Procedimentos ........................................................................................ 08 2.3 Resultado e Análise Física ........................................................................................ 10 Tópicos para análise e discussão ..................................................................................... 13 Considerações Finais ...................................................................................................... 14 Referências Bibliográficas ............................................................................................. 15 3 Objetivo Equilíbrio de uma partícula: Com a montagem do experimento examinou-se o processo de decomposição de uma força através de suas componentes vetoriais; Compreender a condição de equilíbrio de uma partícula; Através do teorema de Lamy, foi possível utilizar uma equação que relaciona as magnitudes de três vetores; Determinar o peso de um objeto pelo método de decomposição de forças e pelo teorema de Lamy. Equilíbrio de um corpo extenso: Reconhecer o movimento de rotação e translação de um corpo; Diferenciar corpo extenso de partícula; Verificar as condições de equilíbrio de um corpo extenso; Notar a influência da barra quando apoiada fora do seu centro de equilíbrio; Parte I - Equilíbrio de uma partícula 1.1 Introdução Teórica Para manter o equilíbrio, é necessário que o momento linear �⃗� do centro de massa seja constante e o momento angular �⃗� em relação ao centro de massa, ou em relação a qualquer outro ponto, também seja constante. �⃗� = Constante e �⃗� = Constante (1) 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. Fig.1: Diagrama de forças. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. 4 Quando as forças são perpendiculares, como na figura 1, precisamos dizer que para o corpo estarem 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: 𝐹 res, x = 0 (2) 𝐹 res, y = 0 (3) Onde 𝐹 res é a soma vetorial de todas as forças que atuam sobre a partícula. 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: 𝐹x = |𝐹| cos 𝜃 (4) 𝐹y = |𝐹| sen 𝜃 (5) 1.2 Materiais e Procedimentos Descrição (materiais utilizados no experimento) Quantidade Tripes 2 Hastes 4 Dinamômetro 2 Massas aferidas 2 Transferidor 1 Corpo Rígido 1 Régua 1 Balança 1 1. Com os materiais sobre a bancada, foi separado cada um a fim de deixar organizados para o experimento Fig.2. Fig.2: Bancada organizada. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. 2. Os tripes foram posicionados para que as partes que são encaixadas os dinamômetros estivessem alinhados, assim foi possível posicionar os dinamômetros. 5 3. No entanto houve um problema, quando foram colocadas duas massas aferidas juntas (pesando no total 0,105 kg (Fig.3)) a parte preta(exterior) do dinamômetro estava causando um pequeno atrito, pois estava encostando onde se media a variação do comprimento causada pela mola, sendo resolvida movendo um dos tripes. Fig.3: Medição das massas aferidas. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. 4. Após ter sido solucionado o problema dos dinamômetros e assim concluindo a montagem do experimento Fig.4, foi feita a mudança nas configurações dos tripes, a fim de forma ângulos diferentes entre as forças. Foram feitas anotações com os valores dados pelos dinamômetros, sendo esses valores denominados de Tração 1 e 2. Ademais, com o transferidor foi possível obter o angula formado pelos dinamômetros Fig.5 (colocando o mesmo no ponto central). Fig.4: Experimento pronto. Fig.5: Imagem representativa da medição do ângulo. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. 6 1.3 Resultado e Análise Física (Parte 1) Através dos experimentos feitos em laboratório esses são alguns dos valores obtidos, valores do experimento: As trações (T1 e T2) foram respectivamente: �⃗� 1 = 0,79 𝑁 e �⃗� 2 = 0,70 𝑁. Os ângulos formados pelas trações dos eixos que adotamos com base da Fig.5 foram: 𝜃1 = 53° e 𝜃2 = 40°. Além disso, a massa da barra fornecida pela balança (Fig.3) foi de: f𝑚P = 0,105 𝐾𝑔, sendo a gravidade: 𝑔 = 9,81 𝑚/𝑠2. Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.0,643 1y = 0,631 N 2y = 0,449 N Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 2y = 0,7.sen40° ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 Cálculos do experimento (Parte 1): Como a componente vetorial x não nos interessamos, foi utilizado somente a componente y. Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.0,643 1y = 0,631 N 2y = 0,449 N Paradescobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 2y = 0,7.sen40° ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) Unidade de medida Kg N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 Para determinar o erro do instrumento: 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.0,643 1y = 0,631 N 2y = 0,449 N Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 x = 4,63% Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 2y = 0,7.sen40° Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 No entanto, o instrumento apresenta uma margem de erro de 0,0005 m, definida por 0,001 2 m, sendo a menor medida da régua em milímetro. 1.3 Resultado e Análise Física (Parte 2) Os valores do experimento serão os mesmos da parte 1: Fórmulas: �⃗� 1 = �⃗� 1. 𝑠𝑒𝑛𝜃1 �⃗� 2 = �⃗� 2. 𝑠𝑒𝑛𝜃2 𝐹 P = 𝑚 . 𝑔 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 7 Fig.6 teoremas de Lamy Cálculos do experimento (Parte 2): F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) Unidade de medida Kg N m Nm Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 Para determinar o p através do teorema de Lamy ultilizado a trações (T1 e T2): F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) Unidade de medida Kg N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) Unidade de medida Kg N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen Para determinar o erro do instrumento: F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 x = 0,58% γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) Unidade de medida Kg N m Nm Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 No entanto, o instrumento apresenta uma margem de erro de 0,0005 m, definida por 0,001 2 m, sendo a menor medida da régua em milímetro. Parte II – Equilíbrio de um corpo extenso 2.1Introdução Teórica Quando falamos que um corpo extenso está em equilíbrio, então queremos afirmar que: A resultante das forças aplicadas a ele é nula, ou seja, o móvel não tem movimento de translação; A soma algébrica dos momentos das forças (Torques) aplicada sobre ele em relação a um ponto, é nula. O equilíbrio a que nos referimos aqui é o equilíbrio estático (repouso), ou seja, o corpo nem translada e nem rotaciona. Podemos equacionar esta afirmativa escrevendo: Σ𝐹 = 0 e Στ⃗ = 0 (6) Fórmula: 𝑇2 sin ∝ = 𝑇1 sin = 𝑃 sin 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. 8 As Condições de Equilíbrio no movimento de translação de um corpo é descrito pela segunda lei de Newton para translações: 𝐹 res = 𝑑�⃗� 𝑑𝑡 (7) Se o corpo está em equilíbrio para translações, ou seja, se �⃗� é uma constante, 𝑑�⃗� /dt = 0, e temos: 𝐹 res = 0 (8) O movimento de rotação de um corpo é descrito pela segunda lei de Newton para rotações: 𝜏 res = 𝑑�⃗� 𝑑𝑡 (9) Se o corpo está em equilíbrio para rotações, ou seja, se �⃗� é uma constante, 𝑑�⃗� /dt = 0, e temos: 𝜏 res = 0 (10) Cada troque será dada pela expressão: 𝜏 = |𝐹 | × |𝑑 |. 𝑠𝑒𝑛θ (11) Sendo d a distância do ponto de apoio a da barra e θ o ângulo entre a força e a barra. Como o ângulo ente a barra e a força será de 90º e o seno de 90º = 1, assim o torque será dada por 𝜏 = |𝐹 | × |𝑑 |. 2.2 Materiais e Procedimentos Descrição (materiais utilizados no experimento) Quantidade Tripes 1 Hastes para segurar a régua 1 Régua Horizontal 1 Massas aferidas 9 Balança 1 1. Com os materiais separados sobre a bancada, foi pego o tripe e nele colocado a régua suspensa pelo centro de massa Fig.7 com a função de ser o suporte para colocar as massas aferidas Fig.8 sobre seus furos. 9 Fig.7 Régua Horizontal Fig.8 Massas aferidas. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. 2. No entanto, a configuração feita na régua teve como base, formar o equilíbrio independentemente da quantidade de massa colocadas na esquerda e na direita da régua Fig.9. Fig.9: Situação de equilíbrio das massas aferidas na régua. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. 4. Assim, com o experimento já em situação de equilíbrio, foi possível adquirir os dados necessários para calcular a Força e o Torque. A distância foi descoberta através da própria distância entre cada orifício da barra, a massa de cada massa aferia foi dada pela balança. 5. Com esse resultado foi feito uma tabela (Tabela 1) com todos os dados obtidos, que se encontra em Resultado e Análise Física. 6. Em seguida o experimento foi modificado, o ponto de apoio da régua passou a não ser mais onde fica o centro de massa da mesma. 7. Além disso, a régua foi pesada na balança e sua massa foi encontrada, Mr = 0,3927. 8. As massas aferidas foram distribuídas sobre a régua para formar uma nova forma equilíbrio diferente da anterior Fig.10. 10 Fig.10: Barra suspensa fora do C.M. Fonte: foto tirada pelo autor, em 2023. 9. Da mesma forma da situação de equilíbrio da barra suspensa pelo centro de massa, os dados para descobrir a força e o torque foram similares, no entanto, há uma nova força atuando no sistema (�⃗� ) que foi descoberta através dos cálculos. 10. Com esse resultado foi feito uma tabela (Tabela 2) com todos os dados obtidos, que se encontra em Resultado e Análise Física. 2.3 Resultado e Análise Física (Parte 1) Através dos experimentos feitos em laboratório esses são os valores obtidos. valores do experimento colocados em uma tabela: Tabela 1:Barra suspensa pelo C.M. F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) Unidade de medida Kg N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Para calcular as forças, foi feito: 11 F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.100 0,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg 0,0515 + 0,0774 0,1289 Somatório de torques, sendo ele : 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,3088 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) x = 0,58% γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝜏 = 0,1799 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 Para calcular os torques, foi feito: F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,10470,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.100 0,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg 0,0515 + 0,0774 0,1289 Somatório de torques, sendo ele : 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,3088 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) x = 0,58% γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝜏 = 0,1799 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 Sendo: 0,1800 Nm 0,1804 Nm Somatório de torques, sendo ele : 0,1543 + 0,0257 = 0,0257 + 0,0513 + 0,1034 Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.0,643 1y = 0,631 N 2y = 0,449 N Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 x = 4,63% Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 2y = 0,7.sen40° ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 𝜏 = 𝜏 3 𝜏 4 + 𝜏 5 Para determinar o erro do instrumento: F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.100 0,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg 0,0515 + 0,0774 0,1289 Somatório de torques, sendo ele : 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,3088 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) x = 0,58% γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝜏 = 0,1799 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 Por conta do próprio instrumento apresenta uma margem de erro de 0,0005 m, definida por 0,001 2 m, sendo a menor medida da régua em milímetro, o erro está aceitável. 2.3 Resultado e Análise Física (Parte 2) Através dos experimentos feitos em laboratório esses são os valores obtidos. valores do experimento colocados em uma tabela: Tabela 2:Barra suspensa fora do C.M. F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 0,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.100 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 x = 4,63% Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N m Nm Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 1y= 0,631 N x = 0,58% Somatório de torques, sendo ele : 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,0515 + 0,0774 0,3088 0,12890,1804 Nm Somatório de torques, sendo ele : 0,1543 + 0,0257 = 0,1800 Nm 0,0257 + 0,0513 + 0,1034 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝜏 = 0,1799 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1051 . 9,81 = 1,0307 𝐹 2 = 0,1047 . 9,81 = 1,0275 𝐹 3 = 0,1050 . 9,81 = 1,0304 𝐹 4 = 0,1051 . 9,81 = 1,0305 𝐹 5 = 0,152 . 9,81 = 0,51 3 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,10 × 1,0 75 = 0,1027 𝜏 3 = 0,05 × 1,0304 = 0,0515 𝜏 4 = 0,05 × 1,0305 = 0,0515 𝜏 5 = 0,15 × 0,51 3 = 0,0774 𝜏 1 = 0,15×1,0307 = 0,154 Para calcular as forças, foi feito: Fórmulas: 𝐹 P = 𝑚 . 𝑔 𝜏 = 𝑑 . 𝐹 𝑇M ior |𝑇Dir 𝑇Esq| = 100 12 F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,0515 + 0,0774 0,3088 0,12890,1804 Nm Somatório de torques, sendo ele : 0,1543 + 0,0257 = 0,1800 Nm 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 1y= 0,631 N x = 0,58% Somatório de torques, sendo ele : Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N m Nm 0,0257 + 0,0513 + 0,1034 Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.100 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 x = 4,63% 0,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝜏 = 0,1799 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1051 . 9,81 = 1,0307 𝐹 2 = 0,1047 . 9,81 = 1,0275 𝐹 3 = 0,1050 . 9,81 = 1,0304 𝐹 4 = 0,1051 . 9,81 = 1,0305 𝐹 5 = 0,152 . 9,81 = 0,51 3 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,10 × 1,0 75 = 0,1027 𝜏 3 = 0,05 × 1,0304 = 0,0515 𝜏 4 = 0,05 × 1,0305 = 0,0515 𝜏 5 = 0,15 × 0,51 3 = 0,0774 𝜏 1 = 0,15×1,0307 = 0,154 Para calcular os torques, foi feito: F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,0515 + 0,0774 0,3088 0,12890,1804 Nm Somatório de torques, sendo ele : 0,1543 + 0,0257 = 0,1800 Nm 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 1y= 0,631 N x = 0,58% Somatório de torques, sendo ele : Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N m Nm 0,0257 + 0,0513 + 0,1034 Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.100 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 x = 4,63% 0,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝜏 = 0,1799 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1051 . 9,81 = 1,0307 𝐹 2 = 0,1047 . 9,81 = 1,0275 𝐹 3 = 0,1050 . 9,81 = 1,0304 𝐹 4 = 0,1051 . 9,81 = 1,0305 𝐹 5 = 0,152 . 9,81 = 0,51 3 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,10 × 1,0 75 = 0,1027 𝜏 3 = 0,05 × 1,0304 = 0,0515 𝜏 4 = 0,05 × 1,0305 = 0,0515 𝜏 5 = 0,15 × 0,51 3 = 0,0774 𝜏 1 = 0,15×1,0307 = 0,154 F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.1000,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg 0,0515 + 0,0774 0,1289 Somatório de torques, sendo ele : 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,3088 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) x = 0,58% γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝜏 = 0,1799 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 Sendo: F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.100 0,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg 0,0515 + 0,0774 0,1289 Somatório de torques, sendo ele : 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,3088 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) x = 0,58% γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝜏 = 0,1799 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 Para determinar o erro do instrumento: F1 F2 F3 F4 F5 0,1528 0,0524 0,0525 0,0523 0,0527 1,5429 0,5143 0,5149 0,5134 0,5168 0,1000 0,0500 0,0500 0,1000 0,2000 0,1543 0,0257 0,0257 0,0513 0,1034 0,1800 0,1804 F1 F2 F3 F4 F5 0,1051 0,1047 0,1050 0,1051 0,0526 1,0307 1,0275 1,0304 1,0305 0,5163 0,1500 0,1000 0,0500 0,0500 0,1500 0,1546 0,1027 0,0515 0,0515 0,0774 Para determinar o erro: 0,3927x=|0,3927-0,3667|.100 0,3927x = 26 x = 6,62% Para determinar o erro: 0,1804x=|0,1804-0,1800|.100 0,1804x = 5 x = 0,002% 0,4905mb = 0,1799 mb = 0,1799/0,4905 mb = 0,3667 Kg 0,0515 + 0,0774 0,1289 Somatório de torques, sendo ele : 0,1546 + 0,1027 + 0,0515 = 0,3088 Achando p pelo teorema de Lamy em (T1): 0,998.0,79 = 0,766p 0,789 = 0,766p p = 1,030 N Somatório de forças em y: Somatório de forças em x: Para descobrir os ângulos: ∝ = 90°+53° = 143° β = 180°-(53°+40°) = 87° Unidade de medida Kg N 1y= 0,631 N 2y = 0,449 N Cálculo do peso (P) 1y+ 2y = P 0,631 + 0,449 = 0,105 . 9,81 Achando p pelo teorema de Lamy em (T2): 0,998.0,7 = 0,682p 0,698 = 0,682p p = 1,024 N m Nm Distáncia (d) m Torque (T) Nm Unidade de medida Massa (Balança) Kg Força (F) N Massa (Balança) Força (F) Distáncia (d) Torque (T) x = 0,58% γ = 90°+40° = 130° Sendo: sen ∝ = sen 143° = 0,682 sen γ = sen 130° = 0,766 sen β = sen 87° = 0,998 Para determinar o erro: 1,030x=|1,030-1,024|.100 1,030x = 0,6 Para descobrir a tração das componentes Ty: Para T1Y: Para T2Y: 1y = 0,79.sen53° 1y = 0,79.0,798 2y = 0,7.sen40° 2y = 0,79.0,643 x = 4,63% 1,08 ≠ 1,03 0,631 + 0,449 = 1,03 Para determinar o erro: 1,08x=|1,08-1,03|.100 1,08x = 5 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 𝑇2 = 0 𝑇1 = 𝑇2 𝑇1 𝑇2 = ∑ 𝑇 = 0 𝑇1 sen = sen 𝑇2 sen ∝ = sen 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑑 𝑠 𝑠 𝐹 𝐹 1 = 0,1528 . 9,81 = 1,5429 𝐹 2 = 0,0524 . 9,81 = 0,5143 𝐹 3 = 0,0525 . 9,81 = 0,5149 𝐹 4 = 0,1523 . 9,81 = 0,5134 𝐹 5 = 0,1527 . 9,81 = 0,51 8 𝑑 𝑠 𝑠 𝜏 𝜏 2 = 0,05 × 0,5143 = 0,0257 𝜏 3 = 0,05 × 0,5149 = 0,0257 𝜏 4 = 0,10 × 0,5134 = 0,0513 𝜏 5 = 0,20 × 0,51 8 = 0,1034 𝜏 1 = 0,10×1,5429 = 0,1543 ∑ 𝜏 = 0 𝜏 𝑠 = 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 𝜏 = 𝜏 4 + 𝜏 5 𝜏 1 + 𝜏 2 +𝜏 3 - 𝜏 - 𝜏 4 𝜏 5 =0,3088 𝜏 - 0,1289 𝑒𝑛𝑑 , 𝜏 : 𝜏 = .9,81 .0,05 𝜏 = 0,4905 𝜏 = 0,1799 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 𝑇 o |𝑇 o 𝑇P| = 100 Por conta do próprio instrumento apresenta uma margem de erro de 0,05 g, definida por 0,1 2 g, sendo a menor medida no intervalo de 0 g < m ≤ 500 g. 𝜏 𝑃 = 𝐹 P × 𝐹 P = 𝑚 . 𝑔 𝑇B |𝑇B 𝑇Ex | = 100 Fórmulas: 𝐹 P = 𝑚 . 𝑔 𝜏 = 𝑑 . 𝐹 13 Tópicos para análise e discussão No decorrer de cada experimento foi possível notar que na primeira configuração como o corpo está em equilíbrio o momento resultante é a soma de todos os momentos, que é igual a zero. Isso se justifica pelo fato do conjunto de forças atuantes serem nulas. Já na segunda,ocorre rotação do corpo, com isso o momento é diferente de zero, porém positivo por ter se movimentado no sentido anti-horário. Um dos pontos importantes é que a barra não estará mais apoiada em seu centro de gravidade, por isso terá que “compensar" a parte do peso da barra que não estava em equilíbrio. Outro ponto importante é que a relação entre o braço da alavanca e da força é inversamente proporcional. 14 Considerações Finais Através dos dados obtidos no decorrer de cada experimento, foi possível perceber que dado um corpo extenso, para determinar se ele encontra-se em equilíbrio é necessário levar em conta que a soma de todas as forças resulte em zero e que a soma de todos os momentos (torque) resulte em zero também. Com vários arranjos feitos na régua, foi possível deixar em equilíbrio, independente do ponto central estar localizado no meio da régua ou não. Já que, só dependia da distribuição dos pesos. Com base nos dados dos experimentos 1 e 2 existem algumas diferenças de um Experimento para o outro, no equilíbrio de uma partícula ele está ligado diretamente ao corpo quando se encontra em repouso e o somatório das forças e do torque envolvido resultará em zero. Já no equilíbrio de um corpo extenso para que ele permaneça em equilíbrio devem-se impor duas condições. Para que um corpo extenso não sofra translação, ou seja, não gire em torno de um eixo, o momento total no sentido horário deve cancelar o efeito do momento total no sentido anti-horário. Na parte 1 do experimento foi feito um arranjo experimental com uma régua com apoio fixo no seu centro de gravidade e já na parte 2 foi deslocado o ponto de apoio de modo a investigar o equilíbrio desse corpo. A régua foi deslocada para o ponto 0,05m a esquerda do centro da gravidade da régua. Portanto, podemos dizer que o objetivo foi alcançado, pois, como a diferença é pequena ela não interfere no resultado do experimento, assim podemos dizer que a barra encontra-se em equilíbrio. 15 Referências Bibliográficas KELLER, F. J.; GETTYS, W. E.; SKOVE, M. J.; “Física”; 1ª Edição; São Paulo; Makron Books;2004; DAVID HALLIDAY, ROBERT RESNICK, JEARL WALKER.; “Fundamentos de física”, volume 2– 10. ed.; Rio de Janeiro: LTC, 2016; https://www.studocu.com/pt-br/document/fundacao-universidade-federal-do-rio- grande/engenharia-mecanica/equilibrio-de-uma-particula/22393484 Data de acesso: 20/02/23 https://vamosestudarfisica.com/equilibrio-de-corpos- extensos/#:~:text=Quando%20falamos%20que%20um%20corpo,a%20um%20ponto%2 C%20é%20nula. Data de acesso: 20/02/23
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