Dinamômetro laboratório

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Universidade Estácio de Sá
Curso: Engenharia Mecânica
Disciplina: Laboratório de Física Experimental I.
Turma: 3053
 
 Dinamômetro tubular
 de mola helicoidal
 
 
 Autor: Marcílio Marques de Góes Neto
 Matrícula: 2014.0200.852-1 
 
 
 Rio de Janeiro, 03 de Setembro de 2014.
1-Introdução
 Dinamômetro é um equipamento de medição, utilizado para se mensurar a força exercida sobre um objeto em qualquer direção, este equipamento faz o uso de uma mola interna que obedece a lei de Hooke, o dinamômetro tradicional, foi inventado por Isaac Newton, a operação se baseia no alongamento de uma mola . [1]
 Através da lei de Hooke o comportamento dessa mola, quando expostas a alguma força externa, é previsível tornando-se possível assim desenhar uma escala no cilindro interno do dinamômetro. Em algumas feiras, vendedores de peixes utilizam um dispositivo com estas características com a finalidade de medir a massa (massa é dita usualmente como peso) dos peixes vendidos. [1]
 Através dessa escala é possível saber quantos Newton[N] de força estão sendo exercidos sobre o objeto, deste modo com uma rápida conversão entre medidas, utilizando-se a segunda lei de Newton, é possível saber a massa do objeto, este é o modo utilizado por balanças analógicas para medir massas. [1]
Objetivos
 
 Este relatório tem como objetivo expor o método de funcionamento e precisão de balanças e dinamômetros e também suas utilidades, realizar medições do corpo de prova, para verificar nos limites do dinamômetro de 2N, sem ocorrer danos no equipamento de medição, através de experimentos realizados em sala com a supervisão do professor.
2-Revisão bibliográfica
Cuidados com o manuseio do equipamento:
Nunca utilize além da sua capacidade máxima.
Nunca solte bruscamente um dinamômetro quando estendido.
Antes de usá-lo sempre verifique se a parte frontal da capa está alinhada com o zero da escala, caso contrário, faça a ajustagem inicial (no zero).
O ajuste do zero
O ajuste do zero deve ser feito na posição em que o dinamômetro será utilizado, agindo da seguinte maneira:
Solte o parafuso libertador da capa.
Movimente a capa para cima ou para baixo nivelando o primeiro traço da escala com a extremidade da capa (nível de referência)
Ao utilizar o dinamômetro nas posições horizontal ou inclinada, execute pequenas batidas (com o dedo) na capa antes de fazer a leitura.
Como ler na escala do dinamômetro tubular
 A escala dos dinamômetros, foram projetadas com divisões de 1mm. Cada divisão corresponde a 1/100 da capacidade da sua carga máxima (identificada no dinamômetro). [1]
 Para facilitação nos cálculos neste relatório a aceleração gravitacional (g) próximo ao nível do mar será arredondada para 10m/s². Essa aproximação não afetara de maneira significativa os dados desse relatório pois a incerteza percentual na medida dos instrumentos utilizados é maior do que a incerteza dessa aproximação.
	 Grandeza
	Notação
	Unidade
	Força
	F
	Newton [N]
	Massa
	M
	Quilograma [kg]
	Posição
	x,y,z
	Metro[m]
	Comprimento
	S
	[m]
	Tempo
	t
	Segundos [s]
	Aceleração
	a
	[m/s²]
	Gravidade
	g
	[m/s²]
	Constante de Mola
	K
	[N/m]
Leis de Newton
Primeira lei:
“Se não houver forças atuando sobre um corpo, então a velocidade do corpo não pode variar; ou seja, o corpo não pode estar acelerado”. [1]
Segunda lei:
“A força resultante sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela aceleração do corpo.” [1]
|F| = M . |a|
Terceira lei:
“Quando dois corpos interagem, a força provocada por um dos corpos sobre o outro é igual em módulo, possui mesma direção e sentido contrario a força que o outro corpo exerce sobre ele”. [1]
Lei de Hooke
 |F| = K . 
 : Variação no comprimento da mola.
3-Materias
Dinamômetro
 Dinamômetro tubular de mola helicoidal(Fig.1): 
Carga máxima: 2,00 N
Imprecisão:
 
(Fig.1)
Balança
 Balança digital de bancada(Fig.2):
Carga máxima: 2,000 Kg
Imprecisão:
(Fig.2)
Corpo de prova
 Corpo de prova(Fig.3):
Formato: Cílindrico
Massa: 0,050 0,001 Kg
Metálico
(Fig.3)
Conjunto Arete
 Conjunto Arete(Fig.4):
Marca : Cidepe
Modelo: Eq005
(Fig.4)
Suporte
 Gancho de suporte de latão para medição dos corpos de prova com o dinamômetro(Fig.5):
Massa: 0,007 0,001 Kg
(Fig.5)
4-Metodologia
O experimento consiste em se realizar diversas medições com a balança e o dinamômetro, levando-se em conta as incertezas de cada instrumento e utilizado a segunda lei de Newton é possível reparar que as duas medidas são equivalentes.
Colocando-se suporte sobre a balança digital foi possível medir que sua massa é de 0,007 , fazendo o uso da segunda lei de Newton sabemos que essa massa exerce uma força peso de 0,07 .
Mensurando-se esse mesmo suporte utilizando o dinamômetro foi possível observar que ele exerce uma força peso de 0,06 . Este valor é congruente com o valor mensurado na balança, levando-se em consideração as incertezas dos equipamentos utilizados.
O mesmo processo foi realizado com o acréscimo de 1, 2, 3 e 4 corpos de prova, porém com o créscimo de quatro corpos de prova não é possível utilizar o dinamômetro disponível no experimento. Pois a força peso total do suporte com os quatro corpos de prova ultrapassa a carga máxima do dinamômetro, podendo assim danificar a sua mola interna.
5-Resultados 
 
 Tabela 1:
	
	Balança[Kg]
	Força[N] F = M . g
	Suporte
	0,007
	0,07
	Suporte + corpo de prova
	0,056
	0,56
	Suporte + 2 corpos de prova
	0,105
	1,05
	Suporte + 3 corpos de prova
	0,156
	1,56
	Suporte + 4 corpos de prova
	0,206
	2,06
Tabela 2:
	
	Dinamômetro [N]
	Massa [kg] M= F/g
	Suporte
	0,06
	0,006
	Suporte + 1 corpo de prova
	0,56
	0,056
	Suporte + 2 corpos de prova
	1,04
	0,104
	Suporte + 3 corpos de prova
	1,54
	0,154
	Suporte + 4 corpos de prova
	> 2
	> 0,2
6-Conclusão
 Contudo citado nesse relatório vemos que o dinamômetro é um equipamento muito prático de ser usado, pois a sua aferição pode ser realizada no momento das medidas a serem realizadas e sempre obedecendo a sua tolerância de carga máxima, a ser usada, por motivo da mola helicoidal.
 O equipamento tem varias formas de uso, para nós usamos no corpo de prova, mas no dia a dia, podemos ver em peixarias, feiras livres são muito utilizados. 
 No nosso caso o corpo de prova agregou mais peso por motivo do suporte de apoio levando a aumentar o peso dos mesmos.
 Balanças com uma incerteza dessa magnitude não são apropriadas para medições que exigem grande precisão em suas medidas, como por exemplo a pesagem de pedras preciosas e elementos químicos. Porém são de grande utilidade para medições que não exigem uma grande precisão.
7-Referências Bibliográficas
[1] Autor: HALLYDAY RESNICK WALKER – Fundamentos de física mecânica 1 
 6ª Edição; LTC Livros Técnicos e Científicos Editora.