Prévia do material em texto
LUIS GUSTAVO DA SILVA ENGENHARIA CIVIL UNIVERSIDADE ANHANGUERA Equilíbrio De Corpos Rígidos 1. INTRODUÇÃO Estática é a parte da física que estuda corpos sob ações de forças que estão em equilíbrio. O conceito de equilíbrio decorre diretamente da primeira lei de Newton que estabelece que quando a resultante das forças externas que atuam em um corpo é nula, este corpo permanece em repouso ou se desloca com velocidade constante. Quando o corpo se encontra em repouso, diz-se que se encontra em equilíbrio estático. Quando em movimento constante, diz- se que se encontra em equilíbrio dinâmico. Ao se estudar o equilíbrio de corpos rígidos, faz-se necessário considerar duas importantes condições. A primeira diz respeito ao equilíbrio de forças, ou seja, para haver equilíbrio é necessário que o somatório das forças atuantes no corpo seja nulo. A segunda diz respeito ao equilíbrio de momentos, ou seja, é preciso que o somatório dos momentos destas forças também seja nulo 2. MOMENTO DE UMA FORÇA O momento de uma força, ou torque, é a grandeza física associada à tendência que essa força provoca a rotacionar o corpo em que ela é aplicada em torno de um eixo. Matematicamente, definimos o momento de uma força como o produto vetorial entre a força aplicada e o vetor posição que liga o eixo à posição onde a força está sendo aplicada: No caso mais simples, onde o vetor posição e a força são perpendiculares, temos que o momento é a multiplicação simples da força pela distância. Ao se colocar um objeto no prato, uma força peso vai atuar na haste e, dependendo do ponto onde o contrapeso está posicionado, pode haver um movimento de rotação da haste em relação ao ponto de apoio. Para que o sistema entre em equilíbrio, o contrapeso deve ser posicionado ao longo da haste de tal forma que ele produza o mesmo momento do objeto colocado no prato, fazendo com que a balança entre em equilíbrio. A atividade sobre estática, que envolve o uso da balança de prato, tem como objetivo a aplicação dos conhecimentos acerca de momento de uma força e equilíbrio de rotação para encontrar o valor da massa de diferentes corpos de provas. Estática Balança de prato, foram testados os conhecimentos sobre momento de uma força e equilíbrio de rotação, com o objeto de determinar o valor da massa de quatro diferentes corpos de prova. Para isso, foi utilizado um lado da balança e, no outro lado, eram colocados pesos para equilibrar a balança com base nas leis de equilíbrio de rotação e no conhecimento sobre momento de uma força, foi possível determinar o valor da massa de cada corpo de prova. Essa atividade permitiu colocar em pratica os conceitos teóricos, desenvolvendo habilidade de análise e resolução de problemas. A atividade também ressaltou a importância de se ter equipamentos precisos e calibrados, pois qualquer erro ou imprecisão pode influenciar diretamente nos resultados obtidos. Dados Coletados Massa do Prato 200g Massa do Contra Peso 500g Peso 1 Dpeso= 14,5cm Dcontrapeso=10,2cm Peso 2 Dpeso= 14,5cm Dcontrapeso=8,7cm Peso3 Dpeso= 14,5cm Dcontrapeso=7,8cm Peso 4 Dpeso= 14,5cm Dcontrapeso=7,3cm 3.Calculo da massa de cada corpo de prova: Peso 1: Momento produzido pelo do abjeto= massa do abjeto x gravidade x Dpeso. Momento produzido pelo contrapeso= massa do contrapeso x Gravidade x Dcontrapeso. M = Mcontrapeso x Dcontrapeso/Dpeso M = 500x10,2/14,5/ M = 352,41g Peso 2 : M = Mcontrapeso x Dcontrapeso/Dpeso M = 500x8,7/14,5 / M = 300g Peso 3 : M = Mcontrapeso x Dcontrapeso/Dpeso M = 500x7,3/14,5/M = 270,34g Peso 4 : M = Mcontrapeso x Dcontrapeso/Dpeso M = 500x7,3/14,5/M = 251,7 4. Resultados de Aprendizagem Como resultados dessa prática é possível descrever o funcionamento de uma balança de prato e utilizar as equações de equilíbrio estático em corpos rígidos para validar o equilíbrio de um corpo rígido.