relatorio laboratorio fisica

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CENTRO UNIVERSITÁRIO AUGUSTO MOTTA
LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL
EQUILIBRIO ESTÁTICO DE UM QUADRO DE FORÇAS
VIVIAN PAULA DA CUNHA SILVA
RIO DE JANEIRO
2014
EQUILIBRIO ESTÁTICO DE UM PAINEL
Trabalho apresentado à disciplina de Laboratório de Física, tendo como objetivo analisar um angulo utilizando Lei dos Cossenos. Ministrado pelo Professor Reynaldo Júnior.
RIO DE JANEIRO
2014
SUMÁRIO
1 OBJETIVO
Determinar a partir da 1ª Lei de Newton, equilíbrio estático de uma partícula, um ângulo qualquer em um sistema de forças utilizando a Lei do Cosseno. Neste experimento procura-se ilustrar e investigar o conceito de equilíbrio estático em algumas situações físicas distintas, a composição de forças (demonstrando a natureza vetorial de uma força e a condição de equilíbrio estático para uma partícula) e o uso de roldanas (em montagens para o levantamento de cargas). Podemos dizer que uma partícula está em equilíbrio estático, quando ela se apresenta em repouso em relação a um dado referencial.
2 INTRODUÇÃO
No equilíbrio estático dizemos que uma partícula está em equilíbrio, quando se apresenta em repouso em relação a um referencial qualquer. Podemos dizer que uma partícula está em equilíbrio em relação a um referencial, quando a resultante das forças que nela age é nula. Existem dois tipos de equilíbrio para uma partícula: equilíbrio estático e equilíbrio dinâmico.
3 DESENVOLVIMENTO
A estática é a área da mecânica que estuda o equilíbrio dos corpos e pode ser dividida em duas partes: a estática do ponto material e a estática do corpo rígido.
Um corpo está em equilíbrio quando a somatória de todas as forças que atuam sobre ele for nula, ou seja, igual a zero. De acordo com a Primeira Lei de Newton, quando a resultante das forças que atuam sobre um corpo é nula, o corpo permanece em seu estado de repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Portanto, um objeto em equilíbrio pode estar em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. O equilíbrio será caracterizado como estático, quando o objeto está em repouso. Além disso, ele pode ser de três tipos: estável, instável ou indiferente.
No equilíbrio estável, quando o corpo realiza um pequeno deslocamento em relação a sua posição de equilíbrio ao ser abandonado, ele retorna à posição inicial. Já no equilíbrio é instável, ao retirar o objeto da sua posição de equilíbrio, ele tende a se afastar ainda mais dela quando abandonado. No equilíbrio indiferente, ao ser deslocado, o objeto permanece em equilíbrio em uma nova posição.
Utilizando a lei dos cossenos com triângulos não retângulos, as relações trigonométricas do seno, cosseno e tangente não são válidas, pois esses triângulos não possuem ângulo reto. Para determinarmos valores de medidas de ângulos e lados, utiliza-se a lei dos cossenos, que é apresentada pela seguinte lei de formação:
Figura 1 – Demonstração.
3.1 MATERIAIS UTILIZADOS
FIGURA 2 – Painel de Força com tripé
FIGURA 3 – Conjunto de Pesos
FIGURA 4 – Conjunto de Roldanas
FIGURA 5 – Fio ( Barbante)
FIGURA 6 – Gancho para fixar os pesos
FIGURA 7 – Transferidor
3.2 PROCEDIMENTO
A. Zere cada um dos dinamômetros. 
B. Efetue a montagem de forma a obter uma disposição de forças como a representada na figura abaixo, escolhendo as massas para A, B e C. 
C. Verificar o ângulo ɵ, bem como as massas. Os valores deverão ser inseridos na tabela apropriada da folha de resultados. 
Utilizando os materiais acima podemos verificar que montamos três sistemas de força. 
FAy
FBy
10 N
10 N
ɵ
ɵ
 A
 B
FBx
FAx
15 N
 C
10 N
Fx
Fy
40°
10Sen 40º = Fy Fy = 10 sen 40º Fy = 6,4 N 
 
 Fx = 10 cos 40º Fx = 7,7 N 
3.3 LEI DOS COSSENOS
C² = A² + B² + 2 * A * B * COS ɵ
	
	M1
	M2
	M3
	ɵ
	A)
	10
	10
	10
	120º
	B)
	20
	20
	30
	83º
	C)
	20
	20
	50
	
	D)
	30
	30
	60
	0º
M
1
M
2
ɵ
M
3
C² = A² + B² + 2 * A * B * COS ɵ
10² = 10² + 10² + 2 * 10 * 10 * COS ɵ
100 = 200 + 200 * COS ɵ 
200- 100 = COS ɵ 	 ɵ = 120º 
 
30² = 20² + 20² + 2 * 20 * 20 * COS ɵ
900 = 800 + 800 * COS ɵ 
800 100 = COS ɵ 	 ɵ = 83º 
 
50² = 20² + 20² + 2 * 20 * 20 * COS ɵ
2500 = 800 + 800 * COS ɵ 
800 1700 = COS ɵ 	 ɵ = 
 
60² = 30² + 30² + 2 * 30 * 30 * COS ɵ
3600 = 900 + 900 * COS ɵ 
1
800 1800 = COS ɵ 	 ɵ = 0º 
 
4 CONCLUSÃO
A 1ª Lei de Newton mostra a importância de todos os testes realizados neste experimento. Saber os ângulos e o valor da Aceleração e as formulas para utilizar em cálculos que interferem em quase tudo o que está ao nosso redor.
Observamos que para chegarmos ao equilíbrio entre as Forças, precisamos calcular as forças e as massas de acordo com os ângulos.
5 BIBLIOGRAFIAS
1 – Gualter, Jose Biscuola; Newton, Villas Boas; Doca, Ricardo Helou, Tópicos de Física. Vol.1, Editora Saraiva, 2007.
2 – Piacentini, João J. (et al), Introdução ao Laboratório de Física.3.ed, Florianópolis: Ed. UFSC, 2008. 124p.