TRABALHO FISICA ESTATICA

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Física – Estática e cinemática
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OBJETIVO
Este estudo tem como objetivo analisar e determinar como calcular o valor de uma massa pelo princípio de equilíbrio de rotação.
Para isso foi utilizado o simulador localizado na https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-act/latest/balancing-act_all.html?locale=pt_BR 
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
Para calcular o valor d e uma massa desconhecida pelo Princípio de Equilíbrio de Rotação , é necessário utilizar a equação:
 m1.d1 = m2.d2
Figura 01.- Acesso a pagina do simulador.
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8: Mostra o valor das massas conhecidas, a força de cada objeto e o nível.
 METODOLOGIA
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
Ativei a régua para a confirmação que em cada operação estejamos em Equilíbrio.
Nesse quadro há as massas que serão usadas em nossa prática. Clique algumas vezes na flecha na direita até encontrar massas em formato de presente, chamadas de “Objetos Misteriosos”
A simulação começa após a habilitação da caixa localizada na parte inferior da tela onde desabilita os dois pilares um e cada lado, deixando no estilo gangorra.
Figura 02 – Ativação da régua da simulação.
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
 METODOLOGIA
8) A primeira etapa da prática é calcular a massa do Objeto Misterioso A, para isso, a sugestão é posicionar a massa d e 10kg a 1,00 metro do eixo de rotação e o objeto misterioso a 0,5m do eixo . Percebe-se que o sistema está em equilíbrio. Portanto, usando a somatória dos torque s igual a zero, é possível calcular a massa de A.
- Na figura ocorre um equilíbrio de rotação , porem precisamos definir a massa desconhecida “A” representado por “mA”.
Aplicando os valores que temos na equação: 
m1.d1 = m2.d2
mA.0,5 = 10. 1
mA.0,5 = 10
mA = 10/0,5
mA = 20 kg
Analisando a simulação, podemos verificar que a massa "A" exerce uma força no sentido anti-horário sobre a alavanca. Dessa forma, concluímos que o torque resultante é negativo. mA = 20kg – torque anti-horário -20kg
Sentido do torque
Figura 03 – Primera etapa da simulação.
 METODOLOGIA
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
9) Na sequência, determine a massa do Objeto Misterioso B. Para isso a sugestão é deixar o objeto A à 0,5m do eixo de rotação e o corpo B a 2 metros
Aqui temos um equilíbrio de rotação , porem temos uma massa conhecida “A” e uma massa desconhecida “B” que vamos representar por “mB”.
Aplicando a equação m1.d1 = m2.d2
temos: 
mB.2 = 20.0, 5
mB.2 = 10
mB = 10/2
mB = 5kg
Analisando a simulação através do cálculo, podemos dizer que a massa "B" exerce uma força no sentido horário sobre a alavanca. Dessa forma, concluímos que o torque resultante é positivo. mB = 5kg.
Figura 04 – Segunda etapa da simulação.
 METODOLOGIA
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
10) Com o resultado do item 8 e 9, responda: 
Qual o valor de mA + mB = ?
 -20 + 5 = -15kg
 mA + mB = -15kg
b) Sabendo que mC = 3.mB, qual o valor de mC?
 mC = 3.mB
 mC = 3.5
 mC = 15kg
c) Verifique o resulta do da alternativa b) usando a gangorra como uma balança d e rotação. Ou seja, busque uma massa que equilibre o valor de mC.
Figura 05 – Terceira etapa da simulação.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
8) Aqui temos um equilíbrio de rotação, 
porem temos uma massa desconhecida “A” representado por “mA”.Aplicando os valo res que temos na equação:
 
m1.d1 = m2.d2
Te remos:
mA.0,5 = 10.1
mA.0,5 = 10
mA = 10/0,5
mA = 20 kg
Analisando a imagem em questão, podemos dizer que a massa "A" exerce uma força no sentido anti-horário sobre a alavanca. Dessa forma, concluímos que o torque resultante é negativo. 
mA = -20kg
9) Aqui temos um equilíbrio de rotação, 
porem temos uma massa conhecida “A” e uma massa desconhecida “B” que vamos representar por “mB”.
Aplicando o s valores que temos na 
equação: 
m1.d1 = m2.d2
Te remos:
mB.2 = 20.0, 5
mB.2 = 10
mB = 10/2
mB = 5kg
Analisando a imagem em questão, podemos dizer que a massa "B" exerce uma força no sentido horário sobre a a lavanca. Dessa forma, concluímos que o torque resultante é positivo.
mB = 5kg
10) Com o resulta do item 8 e 9, responda
a) Qual o va lor de mA + mB = ?
-20 + 5 = -15kg
Portanto mA + mB = -15kg
b) Sabend o que mC = 3.mB, qu al 
o valor de mC?
mC = 3.mB
mC = 3.5
mC = 15kg
Portanto mC = 15kg
CONCLUSÕES
	O entendimento do conceito de equilíbrio de corpos é essencial na área da física, já que proporciona uma compreensão de como os objetos permanecem em repouso ou se movem de forma constante. 
	Há duas formas de equilíbrio: estática e dinâmica. O equilíbrio estático se refere a objetos em repouso, enquanto o equilíbrio dinâmico envolve objetos em movimento uniforme.
	Para que um objeto esteja e m equilíbrio estático, é necessário que as forças que atuam sobre ele estejam 
equilibradas, resultando em uma força resultante nula.
Existem três tipos de equilíbrio estático: estável, instável e indiferente, cada um com suas características 
específicas.
	A fim de avaliar o equilíbrio de objetos, é essencial empregar conceitos como centro de gravidade, momento resultante, momento de uma força, torque e as condições de equilíbrio, que englobam a soma das forças e a soma dos torques.
 
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
OBJETIVO
	A finalidade primordial de aplicar a segunda lei de Newton em um sistema com força de atrito presente é compreender o conceito da força de atrito e sua relação com a segunda lei de Newton. 
	Além dessas questões, também se busca analisar a influência da força de atrito no movimento de um objeto, comparando os resultados experimentais com os valores teóricos obtidos através da aplicação da segunda lei de Newton. Além disso, é importante observar como diferentes valores de coeficiente de atrito e massa dos objetos afetam a força de atrito e a aceleração do sistema.
	Força (F) é dada, no Sistema Internacional de Unidades (SI), em Newton (N), sendo 1N = 1 kg.m/s². Massa (m) é dada em quilogramas, e a aceleração (a), em m/s².
 
 
Prática 2 – Força de Atrito
Figura 06 - Expressão Matemática Da Segunda Lei De Newton
Fonte: https://blogdoenem.com.br/leis-de-newton-simulado-enem/
 
	A segunda lei de Newton, descreve a relação entre força, massa e aceleração de um objeto. Ela nos permite determinar a força necessária para acelerar ou desacelerar um objeto, ou para mantê-lo em movimento com uma velocidade constante.
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Prática 2 – Força de Atrito
Alguns objetivos tem destaque na pratica:
Entender o conceito de fricção em movimento e sua importância na física e também no nosso cotidiano.
Identificar os elementos que afetam o coeficiente de atrito cinético, tais como a natureza da superfície e a magnitude da força aplicada.
Conduzir testes experimentais para determinar o coeficiente de atrito cinético e avaliar os resultados alcançados.
Analisar a variação do coeficiente de atrito cinético entre superfícies diversas e observar como ele se altera com a aplicação de diferentes forças.
Por último, empregar os conhecimentos teóricos e práticos adquiridos para utilização em situações reais em um futuro próximo.
Figura 07 – Explicação gráfica – O que é força
Fonte: https://beduka.com/blog/materias/fisica/o-que-e-forca-de-atrito/ 
 METODOLOGIA:
Prática 2 – Força de Atrito
1) Abra seu navegador da internet e acesse o site: https://phet.colorado.edu /pt_BR
2) Clique na opção Simulações e depois em Física.
3) Procure pela simulação: Forças e Movimento: Noções Básicas. Depois clique na mesma
4) Clique no botão “play” para roda r a simulação.
5) Na sequência, você deve clicar na terceira opção de modo simulação, in titulada “Atrito”.
6) Pronto, agora você está no simulador de Forças e Movimento: Noções Básicas.
7) Vamos entender o que é cada opção da simulação.
Opção 1: Nesse quadro consta alguns itens que podem auxiliar na simulação, para na essa atividade, selecione todos os quadra dos, mas não altere nada na opção de atrito.
Opção 2: Usando o cursor do mouse você pode movimentar o objeto, empurrando o boneco em direção a caixa.Opção 3 e 4: Essas duas opções mostram alguns objetos e, quando se lecionado o quadrado Valores no item A, revela a massa de cada objeto. Em nossa prática vamos começar usando o cesto de lixo (100kg), depois usaremos o objeto desconhecido, que é o presente.
Opção 5: Nessa opção podemos regular a intensidade da força aplicada. Por meio dessa opção que vamos identificar o valor da força de destaque.
Prática 2 – Força de Atrito
8) Nossa atividade será dividida em algumas etapas. Portanto, siga a rigor cada procedimento.
a) Deixe as seguintes opções marcada s e coloque a lata de lixo como objeto no centro:
Eleve a força do boneco até a tingir o início do movimento. A força que faz com que atue a força de atrito cinética no objeto é de 2 51 N. Junto a esse resultado, a força de atrito cinética aparece também, marcando 188 N. Portanto, sabendo desses dados, utilize a segunda lei de Newton para determinar a aceleração.
a =Fat/m
a = 188/100
a = 1,88 m/s²
Portanto o resultado da aceleração é : a = 1,88 m/s 
b) Sabendo do valor da força de atrito, registrada pelo simulador, calcule o coeficiente de atrito cinético.
Uac = Fat/Fn
Uac = 188/1000
Uac = 0,188 
Portanto o coeficiente de atrito cinético é: Uac = 0,188
Prática 2 – Força de Atrito
c) Admitindo que a força de destaque é aquele n úmero que antecede a força que consegue movimentar o objeto, determina o coeficiente de atrito estático, uma vez que nessa situação a força de atrito estática é igual a força de destaque.
Portanto a força de Destaque é: 250N
d) Substitua a lata de lixo pelo objeto desconhecido, no caso o presente. Aumentando gradativamente a força do boneco sobre o presente , observamos que o valor da força que antecede o movimento do corpo é 126 N. Sendo assim, já calculado no item anterior o coeficiente de atrito estático, determine a massa do objeto desconhecido.
m = Fat/g.Uac
m = 94/10.0,18 8
m = 94/1,88
m = 50 kg
Portanto a massa do objeto desconhecido é: m = 50 kg
Prática 2 – Força de Atrito
RESULTADOS E DISCUSSÃO:
8: a) a =Fat/m
a = 188/ 100
a = 1,88 m/s²
O resultado da 
acelera ção é: a = 1,88 
m/s²
b) Uac = Fat/Fn
Uac = 188/1000
Uac = 0,188 
O coeficiente de a trito 
cinético é: Uac = 0 ,188
c) A força de Destaque é de 250N
d)
m = Fat/g.Uac
m = 94/10.0,188
m = 94/1,88
m = 50 kg
Amassa do objeto desconhecido é: m = 50 kg
CONCLUSÕES:
	A resistência de atrito surge naturalmente quando dois corpos entram em contato e um deles está em movimento ou há uma tendência de movimento. É crucial notar que há dois tipos distintos de força de atrito: estática e cinética. A força de atrito estática é aquela que impede o início do movimento, enquanto a força de atrito cinética surge quando há movimento entre os corpos.
	A magnitude da força de atrito é determinada pelo coeficiente de atrito entre os objetos. Compreender a natureza da força de atrito é fundamental para a compreensão de diversos fenômenos físicos. Portanto, é essencial estudar e compreender os diferentes tipos de força de atrito e suas aplicações práticas.
OBJETIVO
	A prática de estabelecer uma altura como ponto de referência para a medição da velocidade visa facilitar a análise do movimento de um objeto em queda livre ou lançado verticalmente. Isso permite determinar com precisão a velocidade em um determinado instante do movimento, possibilitando uma compreensão detalhada da dinâmica do objeto em questão.
	A finalidade de calcular a energia cinética associada a uma massa específica é facilitar a avaliação do deslocamento de um objeto em termos de sua energia cinética. Isso possibilita identificar a quantidade de energia que o objeto possui devido ao seu movimento.
	O objetivo de utilizar a conservação da energia para calcular a velocidade em qualquer altura é permitir a análise da relação entre a energia potencial gravitacional e a energia cinética em um movimento de queda livre ou lançamento vertical. Isso possibilita determinar a velocidade em qualquer ponto do movimento com base na conservação da energia mecânica total.
 
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
Figura 08– "Transformação das energias cinética e potencial gravitacional
Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-potencial-gravitacional-elastica.htm
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Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
1) Abra seu navegador da internet e acesse o site: https://phet.colorado.edu /pt_BR
2) Clique na opção Simulações e depois em Física
3) Procure pela simulação: Forças e Movimento: Energia na Pista de Skate: Básico. Depois clique na mesma.
4) Clique no botão “play” para rodar a simulação.
5) Na sequência, você deve clicar na terce ira opção de modo simulação, intitulada “Intro”.
6) Pronto, agora você está no simulador de Forças e Movimento: Energia na Pista de Skate: Básico.
7) Vamos entender o que é cada opção da simulação.
Opção 1: Nesse quadro você pode ter uma representação em forma de barras e setorial da alternância entre energia cinética e potencial gravitacional. Além disso, mostra também a grade e um velocímetro sem valores em escala.
Em nossa atividade, vamos usar a penas a opção grade. Não utilize a opção velocidade, uma vez que os dados não correspondem aos registrados pelo velocímetro.
8) Com a opção Mostrar Grade selecionada, eleveção skatista até a posição de 5m de altura.
1) Determine a velocidade que ele atinge no ponto mais baixo d a trajetória. Para isso, utilize a conservação da energia mecân ica. Em outras palavras: Emi = Emf
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
V² = 2.g.h
V² = 2.10.5
V² = 100
V = √100
V = 10 m/s
Portanto o valor da velocidade é: V = 10 m/s
Lembre-se que energia mecânica é a soma das energias cinética com potencial gravitacional.
Dependendo da posição uma ou outra podem valer zero.
2) Calcule a velocidade do skatista a uma altura de 2 metros. Para isso compare a energia mecânica.
do ponto mais baixo da trajetória com a da altura de H= 2m.
V² = 2.g.h
V² = 2.10.2
V = √40
V = 6,32 m/s
Portanto o valor da velocidade é: V = 6,32 m/s
3) Assumindo que a massa do skatista seja de 6 0 kg, qual é a energia cinética do mesmo quando, atinge o ponto mais baixo da trajetória saindo de uma altura de 5 metros?
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
m.g.h = m.V² /2
60.10.5 = 60.V² /2 
3000/60 = V²/2
50 = V²/2
V² = 50.2 
V = √100
V = 10 m/s
Portanto o valor da velocidade é: V = 10 m/s
Figura 10 – Simulador
fonte:http s://phet .colorado.edu/sims/ht ml/energy-skate-park- basics/latest/energy-skat e-park-basics_all.html?locale=pt_BR
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
1)
V² = 2.g.h
V² = 2.10.5
V² = 100
V = √100
V = 10 m/s
Portanto o valor da velocidade é: V = 10 m/s
2)
V² = 2.g.h
V² = 2.10.2
V = √40
V = 6,32 m/s
Portanto o valor da velocidade é: V = 6,32 m/s
3)
m.g.h = m.V² /2
60.10.5 = 60.V² /2 
3000/60 = V²/2
50 = V²/2
V² = 50.2 
V = √100
V = 10 m/s
Portanto o valor da velocidade é: V = 10 m/s
CONCLUSÕES
A energia cinética representa a energia associada ao movimento de um objeto. 
A equação para calcular a energia cinética é E = 1/2mv², em que m representa a massa do objeto e v é sua velocidade. 
A energia cinética é diretamente proporcional à massa e ao quadrado da velocidade do objeto.
 Quando um objeto desacelera, sua energia cinética é transformada em outras formas de energia, como calor ou trabalho.
A energia potencial gravitacional refere-se à energia que um objeto possui devido à sua posição em um campo gravitacional. A equação para calcular a energia potencial gravitacional é E = mgh, onde m é a massa do objeto, g é a aceleração da gravidade, e h é a altura em relação ao solo.
 A energia potencial gravitacional aumenta conforme a altura do objeto em relação ao solo aumenta. 
Quando um objeto cai, sua energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética. Por outro lado, ao subir, a energia cinética do objeto é transformada em energia potencial gravitacional
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
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