Prévia do material em texto
CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA DA PRODUÇÃO DISCIPLINA DE FÍSICA MECÂNICA ESTÁTICA: Balança de Pratos ALUNO: FÁBIO FRANCISCO DE BORBA PROFESSOR: FERNANDA FONSECA JOINVILLE -SC 2022 SUMÁRIO RESUMO…………………………………………………………………………………………………………3 1 OBJETIVOS…………………………………………………………………………………………………...3 2 INTRODUÇÃO TEÓRICA……………………………………………………………………………………3 3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL………………………………………………………………………3 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES…………………………………………………………………………..3 5 CONCLUSÕES……………………………………………………………………………………………….3 6 EXPERIÊNCIA 1: LABORATÓRIO VIRTUAL…………………………………………………………….5 7 EXPERIÊNCIA 2: EXPERIMENTO PRÁTICO…………………………………………………………...11 8 ANÁLISE TEÓRICA………………………………………………………………………………………..10 9 ANÁLISE DOS EXPERIMENTOS…………………………………………………………………………11 10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...............................................................................................12 Resumo O experimento tratou de acontecimentos físicos envolvendo a estática, ou seja, o equilíbrio de um corpo, onde foi utilizada uma balança com peso e contrapeso, sendo realizado a fórmula de momento em capa ponto e descobrindo a massa do objeto acima da balança. 1. Objetivos Esse experimento teve como objetivo geral observar o comportamento da balança, com a diferença de cada peso, em cada posição da haste, assim anotando todos os valores e com o objetivo final, calculando através da fórmula de momento a massa do corpo 2. Introdução teórica O experimento se fundamentou através dos conceitos da estática, tendo uma balança de prato como exemplo e demonstrando o equilíbrio estático do sistema, onde foram colocados diferentes contrapesos em posições distintas da haste, chegando até o equilíbrio e utilizando a fórmula de momento para descobrir a massa do corpo acima do prato. 𝑀 = 𝑑 𝑥 𝐹 (1) 3. Procedimento Experimental O Procedimento Experimental constituiu em colocar um peso acima do prato de uma balança e através dos contrapesos descobrir sua massa com a fórmula de momento. Além disso, é importante obter os dados das distâncias dos pesos em relação ao pivô central, bem como ovalor do contrapeso. Com estes dados e a equação do equilíbrio de momentos, será possível calcular o peso desconhecido na balança. Após isso é realizado o movimento do contrapeso até achar o equilíbrio e assim finalmente aplicar a fórmula de momento. 4. Resultados e Discussões Os resultados obtidos constatou que é possível determinar e prever o peso de um objeto em uma balança de dois lados, através da informação do contrapeso e da distância da haste até o peso e contrapeso, portanto, é plausível afirmar que com a física estática é simples descobrir as massas dos objetos envolvidos. 5. Conclusões Os resultados obtidos, demonstram que após ser realizado o experimento observa-se que há particularidades no experimento, onde o contrapeso, por ter um peso menor do que o almejado, tem que se encontra a uma distância na haste, maior do que a do peso no prato, já que a fórmula de momento(equilíbrio) envolve a massa e a distância. 6. ANÁLISE TEÓRICA 1) Descreva e explique quais são as condições que possibilitam um corpo estar em equilíbrio ? R: Para um corpo extenso rígido estar em equilíbrio, além das forças que atuam sobre ele gerarem uma força resultante nula, é necessário que essas forças estejam todas na mesma direção e no mesmo ponto. 2) Explique os princípios físicos envolvidos nos estudos sobre Equilíbrio Estático que descrevem o funcionamento de uma balança de pratos. R: Um corpo está em equilíbrio quando a somatória de todas as forças que atuam sobre ele for nula, ou seja, igual a zero, equilíbrio estático: Quando o objeto está em repouso; A ausência de movimento é um caso especial de aceleração nula,uma situação em que todas as forças que atuam sobre um corpo se equilibram. Portanto, a soma vetorial de todas as forças que agem sobre o corpo deve ser nula. 3) Uma balança tem braços desiguais. Ela é equilibrada com um bloco de 1,50 kg no prato da esquerda e um bloco de 1,95 kg no braço da direita (conforme a figura).Se o bloco de 1,95 kg está posicionado a uma distância L2 de 10 cm do eixo de rotação da balança, qual é a distância L1 que do bloco de 1,50 kg em relação ao eixo de rotação para que o sistema permaneça em equilíbrio? R: A força peso P3 gera torque no sentido anti-horário com r = L1 e a força P1 agora gera torque no sentido horário, com r = L2. Temos então T3 = P3 L1 T1 = -P1L2 Substituindo no somatório P3L1 - P1L2 = 0 Então: L1.m3.g - L2.m1.g = 0 L1.m3.g = L2.m1.g L1.m3 = L2.m1 L1 = m1 L2 m3 Sabemos que L1 = 1,3 em m1 = 1,5 kg: L2 1,3 = 1,5 m3 m3 =1,15 kg 7. EXPERIÊNCIA : LABORATÓRIO VIRTUAL 8. ANÁLISE DOS EXPERIMENTOS a) A partir das observações, como podemos descrever um sistema em equilíbrio? R: Sistema em equilíbrio, a alteração faz com que o sistema busque uma forma de minimizar essa modificação e um novo equilíbrio é formado quando a velocidade das reações direta e inversa se igualam e as concentrações das substâncias das reações tornam-se novamente constantes. b) Quais as condições para que um sistema permaneça em equilíbrio ? R: Para que um sistema esteja em equilíbrio, é necessário que não haja rotação, portanto, a soma dos torques que atuam sobre o sistema deve ser nula. No simulador acima, é possível organizar o sistema de acordo com as massas dos objetos e as distâncias até os eixos de rotação de modo que haja equilíbrio. c) À medida que a massa do corpo na balança ou na régua aumenta, a distância em relação ao eixo de rotação para manter o equilíbrio aumenta ou diminui ? R: Cada moeda, pela maneira como estão posicionadas, provocam rotações na régua em sentidos diferentes. Assim, quando temos um equilíbrio, dizemos que os torques aplicados nos dois sentidos são iguais. Isso ocorre modificando o peso dos objetos ou a distância deles ao eixo. 9. EXPERIMENTO PRÁTICO (Lado direito da gangorra o dobro de moedas que o colocado no lado esquerdo. Nesse caso, o dobro de moedas se encontra a metade da distância do centro da régua que a distância das moedas do lado esquerdo ao centro da régua) 10. REFERÊNCIAS [1] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física 1: Mecânica. Livros Técnicos e Científicos, 1996, 330 p. https://www.algetec.com.br