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Omnes Graduatio 1 
Roteiro de Experiência 
Ref.: 240627 Laboratório de Física 1 
Curso:	___________________________________________	Turma:	______________________________	Data:	___________________	
	
Roteiro	da	Experiência:	Escada	
	
Bancada	 Nome	 Matrícula	
	 	 	
	 	 	
	 	 	
	 	 	
	
1) Objetivos	
a) Coletar	dados	experimentais:	massa,	comprimento,	ângulo.		
b) Determinar	grandezas	física.		
c) Verificar	a	teoria.		
d) Analisar	resultados.		
	
2) Introdução	teórica	
	
Várias	forças	agindo	sobre	um	corpo	em	diferentes	pontos	podem	levá-lo	a	apresentar	
simultaneamente	movimento	de	translação	e	de	rotação.	Quando	o	corpo	está	em	equilíbrio,	são	
obedecidas	simultaneamente	as	condições	de	equilíbrio	
	
�⃗�!"# =$�⃗�$ = 0&⃗ 𝑒 𝑀&&⃗ !"# =$𝑀&&⃗ $ = 0&⃗ 	
	
Nesta	experiência	estudaremos	o	equilíbrio	de	uma	escada	composta	de	dois	lados,	com	um	rolete	
em	um	deles	(que	permite	desprezar	o	atrito	do	sistema),	um	pino	e	uma	mola,	submetida	à	ação	das	
forças	externas	apresentadas	no	esquema	abaixo	(Figura	1).	A	experiência	tem	como	finalidade	
determinar	a	tração	na	mola	que	une	os	dois	lados	da	escada.	A	carga	𝑄&⃗ 	é	aplicada	no	último	degrau	do	
lado	em	que	está	o	rolete	e	𝛽	é	o	ângulo	formado	entre	os	dois	lados	da	escada	no	equilíbrio.	
	
	
	
Figura	1:	Forças	externas	de	uma	escada	em	equilíbrio.	A	carga	𝑄&⃗ 	é	aplicada		
no	último	degrau	do	lado	que	contém	um	rolete	que	permite	desprezar	o	atrito.	
	
 
 b
 a c
 b
!
Rax
!
Ray
!
Rcx
!
Rcy
!
Q
!
P2
!
P1
 
 
 
 
 
Omnes Graduatio 2 
Roteiro de Experiência 
Ref.: 240627 Laboratório de Física 1 
a) Força	resultante	
	
No	equilíbrio	do	corpo	em	questão	temos:	
	
$𝐹% = 0, 𝑅&% = 𝑅'%	
	
$𝐹( = 0, 𝑃) + 𝑃* + 𝑄 = 𝑅&( + 𝑅'(	
(1)	
	
Admite-se	𝑓&+ = 0	devido	à	presença	do	rolete	na	base	da	escada.	
	
b) Torque	resultante	
	
O	equilíbrio	de	cada	um	dos	lados	da	escada	separadamente	(𝐿 =	comprimento	da	escada).	
Devemos	levar	em	conta	a	tração	na	mola	(𝑇&⃗ )	e	as	forças	de	reação	no	pino	(𝑅&⃗ ,),	isto	é,	as	forças	
internas	do	sistema.	Para	o	lado	esquerdo	da	escada	(Figura	2)	temos	
	
∑𝑀,) = 0, 𝑃) ·
𝐿)
2
· sen𝛼 + 𝑇 · 𝐴 · cos 𝛼 − 𝑅&( · 𝐿) · sen 𝛼 = 0	 (2)	
	
	
Figura	2:	Forças	externas	e	internas	do	lado	da	escada	que	não	possui	rolete.		
O	braço	da	força	𝑇&⃗ 	é	dado	por	y.	
	
Usando	o	mesmo	raciocínio	para	o	lado	direito	do	conjunto	(de	peso	𝑃&⃗*)	da	Figura	3,	temos:		
	
∑𝑀,* = 0, −𝑃* ·
𝐿*
2
· sen𝛼 − 𝑇 · 𝐴 · cos 𝛼 − 𝑄 · 𝐵 · sen𝛼 + 𝑅'( · 𝐿* · sen 𝛼 = 0	 (3)	
	
 
!
Ray
!
Rby
!
Rbx
 a
!
P1
 a
 b
 y
a b
=
2
!
T
 
 
 
 
 
Omnes Graduatio 3 
Roteiro de Experiência 
Ref.: 240627 Laboratório de Física 1 
	
Figura	3:	Forças	interna	e	externa	do	lado	da	escada	que	possui	rolete	e	carga	𝑄&⃗ .		
Os	braços	das	forças		𝑇&⃗ 	e	𝑄&⃗ 	são	dados	por	𝑦e	𝑥respectivamente.	
	
	
Combinando	as	equações	(2)	e	(3),	usando	a	equação	(1b),	considerando	o	peso	da	escada	total	
𝑃"#' = 𝑃) + 𝑃*	e	o	comprimento	médio	dos	dois	lados	da	escada,	𝐿" =
𝐿1+𝐿2
2
,	chegamos	à	expressão	que	
fornece	o	módulo	da	tração	na	mola:		
	
𝑇+"0 =
𝑃"#' · 𝐿@ + 2 · 𝑄 · A𝐿@ − 𝐵B
4 · 𝐴
tan𝛼	 (4)	
	
A	tração	será	encontrada	pela	equação	acima,	medindo-se	o	peso	da	escada	𝑃"#' ,	a	carga	𝑄,	os	
comprimentos	A	e	B,	e	o	ângulo	α.	
A	tração	calculada	pela	equação	(4)	deve	ser	comparada	com	a	calculada	pela	Lei	de	Hooke,	
	
𝑇"%1 = 𝑘 · (𝑥𝐹 − 𝑥𝐼)	 (5)	
	
3) Instrumentos	de	medida	utilizados	
	
a) Instrumento:	_______________________________________________________,	Tipo:	(				)	analógico,	(				)	digital	
	
Marca/Modelo:	____________________________________________________,	Resolução:	_______________________	
	
b) Instrumento:	_______________________________________________________,	Tipo:	(				)	analógico,	(				)	digital	
	
Marca/Modelo:	____________________________________________________,	Resolução:	_______________________	
	
c) Instrumento:	_______________________________________________________,	Tipo:	(				)	analógico,	(				)	digital	
	
Marca/Modelo:	____________________________________________________,	Resolução:	_______________________	
	
 
 
 
 
 
Omnes Graduatio 4 
Roteiro de Experiência 
Ref.: 240627 Laboratório de Física 1 
4) Procedimento	Experimental	
	
• Anotar	constante	elástica	da	mola	e	medir	o	seu	comprimento	inicial	(solta).	
	
𝑘 = (__________ ± __________)	__________ 𝑥# = (__________ ± __________)	__________ 
	
• Anotar	peso	da	carga	Q.	
	
𝑄 = (__________ ± __________)	_______	
	
• Medir	peso	da	escada	(completa).	
 
𝑃$%& = (__________ ± __________)	__________ 
 
• Medir comprimento de cada lado da escada.	
 
𝐿' = (__________ ± __________)	__________ 𝐿( = (__________ ± __________)	__________	
 
• Medir	o	comprimento	A,	do	pino	até	o	ponto	de	fixação	da	mola,	e	do	comprimento	B,	do	pino	
até	o	ponto	de	fixação	da	carga,	apresentados	na	Figura	4.	
	
𝐴 = (__________ ± __________)	__________	
	
𝐵 = (__________ ± __________)	__________	
	
• Montar	o	arranjo	da	Figura	2	com	a	carga	𝑄&⃗ 	posicionada	no	último	degrau,	no	lado	em	que	está	
o	rolete.	Medir	a	deformação	da	mola	(∆𝑥)	quando	a	escada	está	em	equilíbrio.	A	medida	do	
comprimento	final	da	mola	deve	ser	feita	na	parte	externa	da	escada,	isto	é,	tomando-se	a	
distância	entre	as	partes	externas	dos	cilindros	que	formam	os	2	degraus	onde	a	mola	será	
apoiada	(conforme	Figura	4).	Medir	o	ângulo	β	e	determinar	o	ângulo	𝛼	(= β/2).	
	
	
Figura	4:	Arranjo	experimental	para	determinar	a	tração	na	mola	de	uma	escada		
em	equilíbrio.	A	carga	𝑄&⃗ 	está	colocada	no	último	degrau	do	lado	onde	há	um	rolete		
e	𝑥2 	representa	o	comprimento	final	da	mola.	
	
 
 XF
 
!
Q
 b
 MOLA
ROLETE
 
 
 
 
 
Omnes Graduatio 5 
Roteiro de Experiência 
Ref.: 240627 Laboratório de Física 1 
• Medir	o	comprimento	final	da	mola,	𝑥2 ,	e	o	ângulo	𝛽.	
	
Medida	 𝑥2 	/	_______	 𝛽	/	_______	
1	 	 	
2	 	 	
3	 	 	
4	 	 	
5	 	 	
	
	
5) Cálculos	
• Comprimento	médio	da	escada	
	
𝐿" = (__________ ± __________)	__________ 
	
• Comprimento	médio	da	mola	deformada	(esticada)	�̅�2 ,	e	correspondente	ângulo	médio	
𝛼" 2= )*
(
3.	
	
�̅�+ = (__________ ± __________)	__________ 𝛼" = (__________ ± __________)	__________ 
	
• Com	o	ângulo	médio,	𝛼",	calcular	a	tração	teórica,	𝑇,$- ,	através	da	equação	(4)	e	o	
correspondente	desvio	de	precisão.	
	
𝑇,$- = (__________ ± __________)	__________ 
 
𝐷𝑃,$- = __________ Análise:	___________________ 
	
• Com	o	comprimento	final	médio	da	mola,	�̅�+ ,	calcular	a	tração	experimental,	𝑇$./,	através	
equação	(5)	(lei	de	Hooke)	e	o	correspondente	desvio	de	precisão.	
	
𝑇$./ = (__________ ± __________)	__________ 
 
𝐷𝑃$./ = __________ Análise:	___________________ 
 
• Comparar	a	tração	teórica	com	a	experimental	através	do	desvio	de	exatidão,	DE.	Admitir	que	
tração	experimental,	Texp,	é	a	referência.		
	
𝐷𝐸 = __________ Análise:	___________________ 
 
6) Conclusões	
 
 
 
 
 
 
 
Omnes Graduatio 6 
Roteiro de Experiência 
Ref.: 240627 Laboratório de Física 1 
Curso:	___________________________________________	Turma:	______________________________	Data:	___________________	
	
Roteiro	da	Experiência:	Escada	(Professor)	
	
Bancada	 Nome	 Matrícula	
	 	 	
	 	 	
	 	 	
	 	 	
	
1) Instrumentos	de	medida	utilizados	
	
a) Instrumento:	_______________________________________________________,	Tipo:	(				)	analógico,	(				)	digital	
	
Marca/Modelo:	____________________________________________________,	Resolução:	_______________________	
	
b) Instrumento:	_______________________________________________________,	Tipo:	(				)	analógico,	(				)	digital	
	
Marca/Modelo:	____________________________________________________,	Resolução:	_______________________	
	
c) Instrumento:	_______________________________________________________,	Tipo:	(				)	analógico,	(				)	digital	
	
Marca/Modelo:	____________________________________________________,	Resolução:	_______________________	
	
2) Dados	e	cálculos	
	
• Constante	elástica	da	mola	e	o	seu	comprimento	inicial𝑘 = (__________ ± __________)	__________ 𝑥# = (__________ ± __________)	__________ 
	
• Peso	da	carga	Q	
	
𝑄 = (__________ ± __________)	_______	
	
• Peso	da	escada	(completa)	
 
𝑃$%& = (__________ ± __________)	__________ 
 
• Comprimento de cada lado e comprimento médio da escada	
 
𝐿' = (__________ ± __________)	__________ 𝐿( = (__________ ± __________)	__________	
	
𝐿" = (__________ ± __________)	__________ 
 
• Comprimentos	A	e	B		
	
𝐴 = (__________ ± __________)	__________	
	
𝐵 = (__________ ± __________)	__________	
	
• Tabela	de	comprimento	final	da	mola,	𝑥2 ,	e	ângulo	𝛽.	Valores	médios	�̅�+ 	e	𝛼".	
 
 
 
 
 
Omnes Graduatio 7 
Roteiro de Experiência 
Ref.: 240627 Laboratório de Física 1 
	
Medida	 𝑥2 	/	_______	 𝛽	/	_______	 	 	
1	 	 	 	 �̅�+ = (_______± _______)_______	
2	 	 	 	 e	
3	 	 	 	 𝛼" = (_______± _______)_______	
4	 	 	 	 
5	 	 	 	 	
	
• Tração	teórica,	𝑇,$- ,	e	desvio	de	precisão.	
	
𝑇,$- = (__________ ± __________)	__________ 
 
𝐷𝑃,$- = __________ Análise:	___________________ 
	
• Tração	experimental,	𝑇$./,	e	desvio	de	precisão.	
	
𝑇$./ = (__________ ± __________)	__________ 
 
𝐷𝑃,$- = __________ Análise:	___________________ 
 
• Desvio	de	exatidão,	DE	(tração	experimental	é	a	referência).		
	
𝐷𝐸 = __________ Análise:	___________________ 
 
• Conclusões