relatorio fisica 2 exp 1

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL 2
Experiência nº 1
Data 28/09/2015
Nome da experiência: Diferenciação entre força e pressão
 
	Professor: Lourdes Martins
 Alunos:
 Brenda Duarte, Bruno Ramos 
 Rafael Esteves e Erick vieira
 
	DIFERENCIAÇÃO ENTRE FORÇA E PRESSÃO
INTRODUÇÃO
Força é um dos conceitos fundamentais da Física newtoniana. Relacionado com as três leis de Newton, é uma grandeza que tem a capacidade de vencer a inércia de um corpo, modificando-lhe a velocidade (seja na sua magnitude ou direção, já que se trata de um vetor). Como corolário, chega-se ao constructo de que a força pode causar deformação em um objeto flexível
A força consiste na diferença da forma, ou de o estado de repouso de um peça
Ex: Ao treinar força numa lata ela deforma
A pressão é uma força sempre vertical, perpendicular a uma superfície ou peça
exercida na unidade de extensão.
Existem a pressão relativa que define-se porquê
a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica. Os aparelhos destinados a medir a pressão relativa são o manômetro e também o piezômetro.
A pressão atmosférica mede-se com um barômetro. 
DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
 
“Os filósofos na Antiguidade Clássica usavam os conceitos de força no estudo de objetos estáticos e dinâmicos e em máquinas simples, porém os pensadores como Aristóteles e Arquimedes incorreram em erros de entendimento. Em parte, isto deveu-se a uma compreensão incompleta de força, por vezes não óbvia, mais precisamente em relação ao atrito, e, consequentemente, uma visão inadequada da natureza do movimento natural.
Desde a antiguidade o conceito da força vinha sendo utilizado na construção das máquinas da época. A vantagem atingida com o uso de uma máquina simples, como é o caso da alavanca, era descrita como o uso de menos força para se chegar a uma certa quantidade de trabalho. A análise da força avançou com o trabalho de Arquimedes, que foi especialmente notório pela formulação de um modelo de força de empuxos inerente ao volume.
Aristóteles entendia o conceito filosófico de força como uma parte integrante da cosmologia aristotélica. Na visão de Aristóteles, que ainda hoje é muito conhecida, a natureza tinha quatro elementos, água, terra, fogo e ar. Ele ligava a matéria ao elemento terra e a gravidade como a tendência dos objetos a buscar seu lugar natural. Assim, o movimento natural se distinguia do movimento forçado, o que dava origem ao conceito de força”. 1
Esta teoria, baseada nas experiências objetos em movimento, como carroças, não explicava o comportamento de projéteis, como o voo de flechas. O paradoxo era que a força era aplicada no projétil apenas no início do voo e entretanto o projétil navegava pelo ar posteriormente ao impulso inicial. Aristóteles estava ciente do problema e propôs que o ar deslocado pelo percurso do projétil sorvia-o com a força necessária para continuar o seu movimento.
Problemas adicionais no modelo aristotélico eram causados pela ausência do devido tratamento à resistência do ar do movimento dos projéteis .
A física aristotélica enfrentou críticas na ciência medieval, inicialmente por João Filopono, no século XI. Galileu Galilei, posteriormente, já no século XVII, construiu um experimento no qual as pedras e balas de canhão inclinavam, refutando a teoria aristotélica do movimento. Ele mostrou que os corpos são acelerados pela gravidade de uma forma independente da sua massa e argumentou que os objetos retêm sua velocidade, sendo também influenciados pelas forças de atrito.
“No início do século XX, Einstein desenvolveu a teoria da relatividade, que trata de um modelo mais preciso, diferenciando-se do anterior sobretudo no caso em que objetos se movimentam a velocidade próxima da velocidade da luz. Este novo modelo também previu novas visões sobre as forças produzidas pela gravitação e sobre a inércia”. 2
Posteriormente, a mecânica quântica e a física de partículas representaram modelos ainda mais precisos, desta vez estudando as partículas menores que os átomos. Tais modelos foram possíveis graças à tecnologia do acelerador de partículas, que permitiu experimentos variados. No que tange à força, este ramo da física conhece quatro tipos: a força forte, a força eletromagnética, a força nuclear fraca e a força gravitacional . As experiências da física de partículas feitas durante os anos 1970 e 1980 confirmou que as forças fraca e eletromagnética são expressões de uma forma mais fundamental de força chamada  força eletrofraca.
A primeira lei de Newton afirma que os objetos continuam a mover-se em um estado de velocidade constante a menos que haja uma força externa. Esta lei é uma extensão da visão de Galileu na qual a velocidade constante foi associada a uma falta de força. Newton propõe que todos os objetos têm uma propriedade chamada inércia, que consiste nesta tendência a se manter no movimento. Esta noção substituiu a ideia aristotélica de "lugar natural de repouso".
Já o termo pressão... 
“É utilizado em diversas áreas da ciência como uma grandeza escalar que mensura a ação de uma ou mais forças sobre um determinado espaço, podendo este ser líquido, gasoso ou mesmo sólido. A pressão é uma propriedade intrínseca a qualquer sistema, e pode ser favorável ou desfavorável para o homem: a pressão que um gás ou vapor exerce sobre a pá de uma hélice, por exemplo, pode ser convertida em trabalho”.3
Se uma força F comprime uma superfície, estando distribuída sobre uma área A, a pressão p, exercida pela força sobre essa superfície, é, por definição:
Pressão é uma grandeza escalar e a sua unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Pa, em homenagem a Blaise Pascal. A unidade de força é o newton (N) e a unidade de área é o m2, ambas no SI. A razão entre força e área resulta em N/m2.
1 N/m2 = 1 pascal = 1Pa
 
MATERIAL UTILIZADO
1 tripé com sapatas niveladoras e haste principal com sustentação para dinamômetro; 
1 dinamômetro de 2 N 2 ganchos lastro (corpo de conexão) 1 massa acoplável com 0,5 N de peso 
1 ímã em barra
 1 paquímetro 
1 percevejo 
1 borracha de apagar
RESULTADOS
3.1. Qual é a unidade utilizada para medir a força no SI?
R: Newton
3.2. Determine o peso do gancho lastro (corpo de conexão). Puxe levemente para baixo o gancho lastro astro (corpo de conexão). Descreva o observado; Determine por diferença o peso do conjunto formado por um gancho lastro e uma massa acoplável.
R: -Gancho conexão tem 6,91g
-Quando se puxa o gancho conexão o peso aumenta, pois com a força exercida no dinamômetro ele se desloca.
-O deslocamento do dinamômetro equivale a 0,06 n, o que ocorre é que a força peso puxa o gancho para baixo.
-Gancho conexão + massa de 0,5 n = 0,6n
3.3. Como você justifica a força peso do gancho lastro (corpo de conexão) ter atuado no dinamômetro?
R: O gancho lastro está sofrendo ação da gravidade e com isso deforma a mola do dinamômetro indicando a força necessária para o deslocamento deste.
3.4. Verifique a validade da seguinte afirmação: “O corpo de conexão é um sólido que transmitiu a força de tração aplicada sobre ele ao dinamômetro”.
R: Verdadeira, pois a tração está sendo exercida pela mola e força peso.
3.5. Coloque o ímã em barra na lateral do tripé. 
 Apoie o ímã (preso ao tripé) verticalmente sobre a borracha. Descreva o observado entre a borracha e o ímã.
R: O imã não penetra a borracha por que a área de contato é grande e com isso a pressão que ele exerce é menor do que a necessária para penetra-la
 • Prenda a cabeça do percevejo ao ímã preso ao tripé e torne a executar a atividade anterior, apoiando a parte pontuda do percevejo contra a borracha.Descreva o observado.
R: O percevejo penetra a borracha pois possui uma área de contato menor, com isso exerce maior pressão sobre a borracha
 • As forças que atuaram contra a borracha (força peso), nos dois casos anteriores, eram diferentes?
R: As forças não eram diferentes pois nos dois casos era o imã que exercia a força sobre a borracha
3.6. Observe que, embora as forças aplicadas fossem praticamente iguais, os efeitos produzidos por elas foram bastante diferentes. Em qual dos casos a resistência oferecida pela borracha não foi suficiente para impedir a penetração?
R: No caso onde tinha-se o percevejo
3.7. Utilizando o paquímetro, determine a área aproximada (em m2 ) da secção reta do ímã em barra.
R:19,2x7,15=137,28/1000000= 137x 10-4 m²
 Determine a área aproximada (em m2 ) da secção reta da ponta do percevejo.
R: 3,14x0,5²=0,78/1000000 mm²=7,8x10-7 m2
3.8. Determine o quociente entre o módulo da força aplicada e a área de atuação da mesma (quando você utilizou o ímã em contato com a borracha). Admita um peso médio de 50 N para o tripé.
R:Pressão= F/A
50n/1,37x10-4 =365 mpa
• Determine o quociente entre o módulo da força aplicada e a área de atuação da mesma (quando você utilizou o percevejo em contato com a borracha).
R: Percevejo : 50n/7,8x10-7 m2=63,6 gpa
3.9. Nos dois casos anteriores as forças aplicadas sobre a borracha foram perpendiculares à sua superfície. No exemplo da Figura 3, vamos considerar uma força F = 50 N atuando sob um ângulo de 60o com a reta normal no ponto de aplicação. Qual a expressão matemática que permite calcular o quociente entre a força normal aplicada sobre o percevejo e a área da superfície? Identifique cada termo da mesma.
R: O valor do quociente FN/A define uma grandeza denominada pressão, onde:
 FN = F cos α
 FN = força normal aplicada sobre a superfície. 
A = área sobre a qual a força atua
Cos60̊=N/F 
N= F Cos60̊
N=25
P=25n/7,8x10-7 = 32,05 gpa
4.0. Conceitue a grandeza física pressão e Indique a unidade da pressão no SI.
R: A pressão é uma grandeza escalar que é quantificada através da razão entre a força (F) e a área (A) da superfície em questão, onde a força é aplicada. É possível determinar a pressão através de alguns intrumentos, entre eles o manômetro, o barômetro, o piezômetro e o vacuômetro.
Segundo o Sistema Internacional, a pressão é medida na unidade N/m²  (Newton por metro quadrado), unidade igualmente conhecida como pascal. Existem outras unidades como bar, PSI (equivale a 0,07 bar), mmHg, milibar, atm.
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Como visto nos exercícios a pressão e a força exercida depende também da área de contato dos objetos analisados, podendo ter assim maior ou menos pressão.
CONCLUSÃO
Concluiu-se então que pressão é a razão da força pela área, com base nos experimentos realizados.
A pressão é uma grandeza física que representa a distribuição de uma força , Ou seja, quanto menor a área de aplicação da força, maior a pressão é exercida.
BIBLIOGRAFIA
1. https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a
2. https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a
3. https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
 
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