Modelo de relatorio das atividades praticas fisica mecanica

Prévia do material em texto

31/10/22 1 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
 
TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO DE FÍSICA MECÂNICA 
(CONDIÇÃO DE EQUILIBRIO) 
 
 
 
HENRIQUE DIONISIO CIRINO, RU: 4093105 
Rua Antonio Cardoso de Barros, 43, Santa Marta – Salto SP 
E-mail: Henrique25dionisio@gmail.com 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31/10/22 2 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
Resumo: Examinamos equilíbrio duas massas diferentes, corpo de prova e contrapeso e 
entender como é necessário ambas estarem, para que suas forças resultantes sejam nulas. 
Buscamos analisar as equações matemáticas para realizar os experimentos e entender com 
embasamento teórico cada equação. 
Palavras-Chaves: condição de equilíbrio; física mecânica; Leis de Newton. 
 
INTRODUÇÃO 
O presente trabalho tem por finalidade apresentar o estudo sobre condição de equilíbrio, 
observar as condições necessárias para o equilíbrio aplicar na pratica as equações matemáticas e 
as leis de Newton, é possível descobrir uma massa desconhecida como apresentado no 
experimento. Na pratica o será adotado duas formas de fazer o experimento, com o software e 
através de materiais de escolares. 
 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Para entender as equações usadas no decorrer dos experimentos primeiro precisamos 
entender alguns conceitos como força, condição de equilíbrio etc. 
 
LEIS DE NEWTON 
Para entender o conceito de força e dinâmica é preciso entender as 3 “leis de Newton”, leis 
essas que se tornaram grande parte da ciência e foi desenvolvida pelo físico Isaac Newton. 
1. A primeira lei é o princípio da inercia que diz: “Todo corpo persiste em seu estado de 
repouso, ou movimento retilíneo uniforme, a menos que seja compilado a modificar esse 
estado pela ação de forças impressas sobre eles.” 
Ou seja, para a velocidade de um corpo rígido sofre variação em um referencial inercial, é 
necessário aplicar uma força. 
2. A segunda lei é o princípio fundamental da dinâmica que diz “A quantidade de movimento 
é a medida do mesmo, que origina em conjunto da velocidade e da massa”. 
Basicamente a 2º lei diz que a Força é igual a massa vezes aceleração, F=m.a, porém 
Newton não definiu assim, definiu como momento linear de um corpo. 
3. A terceira lei de Newton, a lei da ação e reação diz “Para toda ação existe uma reação 
de mesma intensidade direção e sentido oposto.” 
 
 
 
31/10/22 3 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
Se um corpo aplicar uma força sobre o outro, o corpo que exerceu a força receberá de volta 
uma força de mesma intensidade. 
O conceito de força como mostrado nas leis é toda causa capaz de produzir o movimento ou 
modificá-los, as forças mais comuns são de atrito, normal, peso e tração. 
 
 
 FONTE: <https://www.megatimes.com.br/2014/09/atrito-fisica.html?m=1> 
 
Utilizamos no experimento a força P, sua equação matemática é: 
 P = m.g 
 
CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO 
 Para que os corpos estejam em equilíbrios é necessário estabelecer 2 condições: 
 
1ª A soma de todas as forças que atuam em um corpo tem que ser nula; 
 FR = ∑F e Fr = 0 
2ª A soma dos momentos das forças com relação a um ponto tem que ser nula. 
 MR = ∑M e Mr = 0 
 
 
 
 
 
 
 
31/10/22 4 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Para apurar os dados do procedimento foi realizado em 2 etapas, a primeira sendo o software 
da escola Uninter onde simula uma balança de pratos e fisicamente com materiais encontrados em 
casa. 
EXPERIMENTO 1 
Na realização do experimento 1 foi necessário apenas possuir o software da escola, no 
software pesamos o corpo de prova 1 por 1 e encontramos o ponto de equilíbrio do contrapeso, 
escrevemos todos os dados para calcular cada ponto como demonstrado na imagem abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Deve-se converter todas as grandezas físicas dos dados retirados, distancias que estão em 
cm para m e pesos que estão em g para kg, isso é necessário pois o sistema métrico internacional 
não há centímetros ou gramas. 
 Convertendo todos os dados, agora termos que calcular a força P (peso) do contrapeso, por 
ser uma força ela está em Newtons1 e a fórmula é sempre a massa do contrapeso vezes a 
gravidade, nesse caso o contrapeso é 0,500 kg e para uma melhor precisão dos resultados a 
gravidade adotada é de 9,80665 m/s2. 
 Para a condição de equilíbrio sabemos que a força resultante a o momento angular tem que 
ser nulos, ou seja, a força exercida pelo contrapeso vezes a distância dele tem que ser igual a força 
da massa vezes a distância. O resultado encontrado será a força exercida pela massa que também 
está em Newtons. 
 
1 Newton (N) é uma unidade de força do sistema internacional, que equivale a kg m/s2 
 
 
 
31/10/22 5 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
 A última etapa é encontrar o peso da massa desconhecida, para isso usaremos os dados 
encontrado nas etapas anteriores, conforma a formula a força P da massa é igual a massa da 
massa vezes a gravidade, invertendo os valores para achar a massa, para obtermos então a força 
dividido pela a gravidade resulta na massa da massa. 
 
EXPERIMENTO 2 
O segundo experimento usarei o mesmo princípio do primeiro, mas para simular a balança 
usarei um lápis e uma régua, 4 moedas de valores diferentes e massas diferentes, como a massa 
delas são conhecidas então serão o contrapeso e modelei 3 blocos de massinha de tamanhos 
diferentes, 5 mm, 10 mm e 15 mm, conforme as imagens abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Encontrei o ponto de equilíbrio da régua, onde nenhuma das partes encostam no chão e ela 
fique o mais reto possível, depois o bloco de cada cor e posto em uma extremidade e a moeda no 
outro, para encontrar o ponto de equilíbrio e só mover a moeda até que a régua volte a ficar reta. 
Os cálculos usados são o mesmo do experimento 1. 
 
Diferente do software, na régua é preciso saber onde o eixo está posicionado para e o centro 
do bloco para que possa saber a distancia do bloco para o eixo, por exemplo: eixo esta em 15 cm 
e o centro do bloco em 5 cm, logo a distancia até o eixo é de 10 cm. 
 
 
 
 
 
 
 
31/10/22 6 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
 
 
ANÁLISE DE DADOS: 
 
Conforme calculamos os dados encontrados, obtivemos os seguintes resultados na tabela 
abaixo. 
 
 Tabela 1:Tabela de cálculo tirado no software. 
Mcontrapeso 
(Kg) 
dcontrapeso 
(m) 
Pcontrapeso 
(N) 
Mmassa 
(kg) 
dmassa 
(m) 
Pmassa 
 (N) 
0,500 0,101 4,903325 0,348 0,145 3,415 
0,500 0,078 4,903325 0,269 0,145 2,638 
0,500 0,072 4,903325 0,248 0,145 2,435 
0,500 0,088 4,903325 0,303 0,145 2,976 
0,500 0,092 4,903325 0,317 0,145 3,111 
0,500 0,135 4,903325 0,466 0,145 4,465 
0,500 0,166 4,903325 0,572 0,145 5,613 
 
Com a apresentaçãodos dados acima, conseguimos saber qual é a massa do corpo de 
prova que era desconhecido porém foi obtido o peso total, não foi mencionado no experimento que 
a massa do prato da balança pesa 200g, podemos analisar também que quanto maior é a massa 
do corpo de prova, mais força ele exerce e quando maior a massa do corpo de prova, mais afastado 
do eixo o contrapeso tem que estar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31/10/22 7 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
Tabela 2: cálculo com o bloco verde de 5 mm 
Moedas 
Mmoeda 
(Kg) 
dmoeda 
(m) 
Pmoeda 
(N) 
Mbloco 
(kg) 
dBloco 
(m) 
Pbloco 
(N) 
5 
centavos 
0,004 0,032 0,03924 0,0009 0,15 0,0084 
10 
centavos 
0,005 0,027 0,04905 0,0009 0,15 0,0088 
25 
centavos 
0,008 0,017 0,07848 0,0009 0,15 0,0089 
50 
centavos 
0,008 0,015 0,07848 0,0008 0,15 0,0078 
 
Tabela 2: cálculo com o bloco vermelho de 10 mm 
Moedas 
Mmoeda 
(Kg) 
dmoeda 
(m) 
Pmoeda 
(N) 
Mbloco 
(kg) 
dBloco 
(m) 
Pbloco 
(N) 
5 
centavos 
0,004 0,072 0,03923 0,0020 0,145 0,0195 
10 
centavos 
0,005 0,06 0,04903 0,0021 0,145 0,0203 
25 
centavos 
0,008 0,038 0,07845 0,0021 0,145 0,0206 
50 
centavos 
0,008 0,035 0,07845 0,0019 0,145 0,0189 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31/10/22 8 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
Tabela 3: cálculo com o bloco azul de 15 mm 
Moedas 
Mmoeda 
(Kg) 
dmoeda 
(m) 
Pmoeda 
(N) 
Mbloco 
 (kg) 
dBloco 
(m) 
Pbloco 
(N) 
5 
centavos 
0,004 0,113 0,03924 0,0030 0,15 0,0296 
10 
centavos 
0,005 0,095 0,04905 0,0032 0,15 0,0311 
25 
centavos 
0,008 0,06 0,07848 0,0032 0,15 0,0314 
50 
centavos 
0,008 0,055 0,07848 0,0029 0,15 0,0288 
 
 Nos dados das tabelas podemos observar a diferença de massas dos blocos, houve uma 
variação nas massas em todas as tabelas, para aumentar mais a precisão pode-se usar mais 
dados, quanto mais dados, mais preciso ficará. 
 
CONCLUSÃO 
Sendo assim, com base no experimento prático conseguimos entender as equações 
matemáticas da física, com os cálculos é possível descobrir uma massa desconhecida e a força do 
peso exercida por ela. Entendemos o conceito de força e equilíbrio e encontrar as condições ideais 
para que um corpo esteja em equilíbrio. Analisando o estudo levantado conseguimos entender que 
para tudo que é feito é necessário aplicar uma força e ela está presente em tudo. 
É possível que com novos experimentos possa atingir ainda mais precisão nos dados, pois quanto 
mais dados mais precisão ocorrerá. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31/10/22 9 
 
Disciplina: Física Mecânica 
Relatório das Atividades Práticas 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
(s.d.). 
Freedman, H. D. (s.d.). Fisica 1: Mecânica - 10ª edição. Pearson. 
Marmitt, J. M. (2016). Conceito de força: significados em manuais didáticos. 
Sguazzardi, M. M. (2015). Fisica Geral. Pearson.