Atividade Prática - Física Mecânica

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Aluno: Plínio Marcos da Silva RU: 4906712
	Professor: Cristiano Cruz
	Disciplina: Física - Mecânica
	Curso: Engenharia de Produção Turno: EaD
	Data Limite para postagem: 07/07/2025
RESUMO
O experimento tratou de acontecimentos físicos envolvendo a estática, ou seja, o equilíbrio de um corpo, onde foi utilizada uma balança com peso e contrapeso, sendo realizado a fórmula de momento em capa ponto e descobrindo a massa do objeto acima da balança.
ATIVIDADE PRÁTICA | FÍSICA MECÂNICA
2
INTRODUÇÃO
Esse experimento teve como objetivo geral observar o comportamento da balança, com a diferença de cada peso, em cada posição da haste, assim anotando todos os valores e com o objetivo final, calculando através da fórmula de momento a massa do corpo.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O experimento se fundamentou através dos conceitos da estática, tendo uma balança de prato como exemplo e demonstrando o equilíbrio estático do sistema, onde foram colocados diferentes contrapesos em posições distintas da haste, chegando até o equilíbrio e utilizando a fórmula de momento para descobrir a massa do corpo acima do prato.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O Procedimento Experimental constituiu em colocar um peso acima do prato de uma balança e através dos contrapesos descobrir sua massa com a fórmula de momento. Além disso, é importante obter os dados das distâncias dos pesos em relação ao pivô central, bem como o valor do contrapeso. Com estes dados e a equação do equilíbrio de momentos, será possível calcular o peso desconhecido na balança. Após isso é realizado o movimento do contrapeso até achar o equilíbrio e assim finalmente aplicar a fórmula de momento.
PARTE 1 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
1) Descreva e explique quais são as condições que possibilitam um corpo estar em equilíbrio?
R: Para um corpo extenso rígido estar em equilíbrio, além das forças que atuam sobre ele gerarem uma força resultante nula, é necessário que essas forças estejam todas na mesma direção e no mesmo ponto.
2) Explique os princípios físicos envolvidos nos estudos sobre equilíbrio estático que descrevem o funcionamento de uma balança de pratos.
R: Um corpo está em equilíbrio quando a somatória de todas as forças que atuam sobre ele for nula, ou seja, igual a zero, equilíbrio estático: Quando o objeto está em repouso; A ausência de movimento é um caso especial de aceleração nula, uma situação em que todas as forças que atuam sobre um corpo se equilibram. Portanto, a soma vetorial de todas as forças que agem sobre o corpo deve ser nula.
3) Uma balança tem braços desiguais. Ela é equilibrada com um bloco de 1,50 kg
no prato da esquerda e um bloco de 1,95 kg no braço da direita (conforme a figura). Se o bloco de 1,95 kg está posicionado a uma distância L2 de 10 cm do eixo de rotação da balança, qual é a distância L1 que do bloco de 1,50 kg em relação ao eixo de rotação para que o sistema permaneça em equilíbrio?
R: A força peso P3 gera torque no sentido anti-horário com r = L1 e a força P1 agora gera torque no sentido horário, com r = L2. Temos então 
 T3 = P3 L1 
 T1 = -P1L2 
Substituindo no somatório 
 P3L1 - P1L2 = 0 
Então:
 L1.m3.g - L2.m1.g = 0 
 L1.m3.g = L2.m1.g 
 L1.m3 = L2.m1 
 L1 = m1 L2 m3 
Sabemos que L1 = 1,3 em m1 = 1,5 kg: 
 L2 
 1,3 = 1,5 m3 
 m3 =1,15 k
PARTE 2 – LABORATÓRIO VIRTUAL
6) 
mCONTRAPESO​= 500​g=0,5​ kg
8)
dCONTRAPESO= 10,2cm=0,102m
dMASSA= 14,5 cm = 0,145 m
9) Calcule a força peso PCONTRAPESO sofrida pelo contrapeso. Adote a aceleração gravitacional como g = 9,81 m/s². 
PCONTRAPESO​=mCONTRAPESO​×g= 0,5×9,81=4,905N​
10) A partir das condições de equilíbrio, calcule a força peso PMASSA da massa+prato posicionada sobre a balança.
PMASSA = (PCONTRAPESO × dCONTRAPESO) / dMASSA
PMASSA = (4,905 × 0,102) / 0,145 = 0,50031 / 0,145 = 3,449 N
11) Calcule a massa mMASSA do corpo+prato posicionados na balança.
mMASSA = PMASSA / g
mMASSA = 3,449 / 9,81 = 0,352 kg
12) Determine o momento de rotação decorrente da força peso PCONTRAPESO e da força peso PMASSA e registre na Tabela de Dados 1.
MCONTRAPESO = PCONTRAPESO × dCONTRAPESO
MCONTRAPESO = 4,905 × 0,102 = 0,50031 N·m
MMASSA = PMASSA × dMASSA
MMASSA = 3,449 × 0,145 = 0,50011 N·m
13) Qual o momento de rotação resultante? Considere que a tendência de rotação no sentido horário gera momento negativo e a tendência de rotação no sentido anti-horário gera momento positivo.
R: O momento de rotação resultante é -0,0002 N·m, indicando uma pequena tendência de rotação no sentido horário.
15)
TABELA DE DADOS 1
	Experimento
	mCONTRAPESO (kg)
	PCONTRAPESO (N)
	dCONTRAPESO (m)
	MCONTRAPESO (N·m)
	mMASSA (kg)
	PMASSA (N)
	dMASSA (m)
	MMASSA (N·m)
	1
	0,500
	4,90
	0,145
	0,7105
	0,834
	8,17
	0,087
	0,7105
	2
	0,500
	4,90
	0,145
	0,7105
	0,930
	9,11
	0,078
	0,7105
	3
	0,500
	4,90
	0,145
	0,7105
	1,007
	9,87
	0,072
	0,7105
PARTE 3 – EXPERIMENTO PRÁTICO COM KIT POLO 
16) Medir o peso P da régua usada como travessão com o dinamômetro e registrar. 
Peso travessão= 0,5N
18) Fixe o travessão no painel utilizando o fixador magnético e o pino (eixo) de modo que ele permaneça em equilíbrio alinhado horizontalmente, conforme a figura abaixo.
19) Suspenda as massas aferidas de 50 g com gancho no travessão de modo a mantê-lo alinhado horizontalmente, de modo que as massas suspensas em cada lado do eixo sejam distintas e estejam posicionadas de forma assimétrica em relação ao eixo de rotação. Registre as massas suspensas.
m1= 0.10​ kg m2= 0.15​ kg
20) Registre a distância d1 medida da posição da massa suspensa m1 e o eixo de rotação e a distância d2 medida da posição da massa suspensa m1 e o eixo de rotação. Utilize as medidas de distância em metro.
d1= 80​ cm=0.80​ m d2=50​ cm=0.50​ m
21) Calcule a força peso P1 que atua sobre a massa m1 suspensa. Adote a aceleração gravitacional como g=9,81 m/s².
P1= 0.981​ N
22) Calcule a força peso P2 que atua sobre a massa m2 suspensa. Adote a aceleração gravitacional como g=9,81 m/s².
P2= 1.4715​ N
23) O momento de rotação decorrente da força peso P1 e da força peso P2 e registre na Tabela de Dados 2
M1= 0.7848​ N.m M2= 0.73575​ N.m
24) Qual o momento de rotação resultante? Considere que a tendência de rotação no sentido horário gera momento negativo e a tendência de rotação no sentido anti-horário gera momento positivo.
MR= M1+M2 
MR= (+0.7848 N.m)+(−0.73575 N.m) 
MR= 0.7848 N.m−0.73575 N.m 
MR= 0.04905 N.m
25) Repita o experimento com diferentes massas e posições. Construa e preencha uma tabela como a Tabela de Dados 2.
Experimento 1.
Experimento 2.
Experimento 3.
Tabela de Dados 2
	Experimento
	m1
(KG
	P1 (N)
	d1 (m)
	M1 (N.M)
	m2 (kg)
	P2 (N)
	d2 (m)
	 M1 (N.m)
	1
	0.05
	4.905
	0.90
	44.145
	0.10
	981
	0.60
	5.886
	2
	0.20
	1.962
	0.40
	7.848
	0.05
	4.905
	0.90
	44.145
	3
	0.20
	1.962
	0.70
	1.3734
	0.20
	1.962
	0.90
	1.7658
ANÁLISE E RESULTADOS
Os resultados obtidos constataram que é possível determinar e prever o peso de um objeto em uma balança de dois lados, através da informação do contrapeso e da 
a) A partir das observações, como podemos descrever um sistema em equilíbrio?
R: Com base nas observações dos experimentos com o travessão, um sistema em equilíbrio é aquele que se encontra em repouso ou movendo-se com velocidade constante, tanto translacionalmente quanto rotacionalmente. No contexto do travessão, isso significa que ele permanece imóvel e nivelado (horizontal), sem qualquer tendência de se mover linearmente para cima ou para baixo,nem de girar no sentido horário ou anti-horário. As forças e os momentos aplicados ao sistema se anulam, resultando em um estado de estabilidade.
b) Quais as condições para que um sistema permaneça em equilíbrio?
R: Equilíbrio Translacional (Primeira Condição de Equilíbrio): A soma vetorial de todas as forças externas que atuam sobre o sistema deve ser zero (ΣF=0). Isso garante que o sistema não acelere linearmente (isto é, seu centro de massa permanece em repouso ou se move com velocidade constante). No experimento do travessão, isso implica que as forças para cima (suporte do eixo) e para baixo (pesos das massas) se compensam.
 Equilíbrio Rotacional (Segunda Condição de Equilíbrio): A soma vetorial de todos os momentos (torques) externos em relação a qualquer ponto de referência deve ser zero (Στ=0). Isso impede que o sistema acelere angularmente (ou seja, ele não gira ou gira com velocidade angular constante). No caso do travessão, os momentos que tendem a girar o travessão em um sentido são contrabalançados pelos momentos que tendem a girá-lo no sentido oposto. Por exemplo, o momento anti-horário (M1​) deve ser igual ao momento horário (M2​) em magnitude.
c) À medida que a massa do corpo na balança ou na régua suspensa (travessão) aumenta, a distância em relação ao eixo de rotação para manter o equilíbrio aumenta ou diminui?
R: Se a massa de um corpo aumenta, consequentemente seu peso (P=m×g) também aumenta. Para manter o equilíbrio rotacional (P1​×d1​=P2​×d2​), se o peso (P) de um lado aumenta e queremos manter o equilíbrio com o outro lado inalterado (ou com um momento constante para o qual o lado que teve a massa aumentada deve se igualar), a distância (d) desse corpo em relação ao eixo de rotação deve diminuir.
Isso ocorre porque o momento é o produto da força (peso) pela distância. Se a força aumenta, a distância deve diminuir proporcionalmente para que o produto (o momento) permaneça o mesmo ou o necessário para o equilíbrio. Imagine uma gangorra: para equilibrar uma pessoa mais pesada, ela precisa se sentar mais perto do centro
BIBLIOGRAFIA
 Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2018). Fundamentos de Física, Volume 1: Mecânica. 10ª Edição. LTC.
 Tipler, P. A., & Mosca, G. (2014). Física para Cientistas e Engenheiros, Volume 1: Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica. 6ª Edição. LTC.
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