Rel. Exp.3 Equilíbrio Estático de uma Barra

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Dayane Santos Gualhardo Lobato - RA C5313J9
Gabriel Hipólito Regini - RA 7144172
Grazielli Zani - RA C30CAC8
Johnatan Sebastian Lopes - RA C430CAC8
Julio Donizete Locateli - RA T421160
Wendel Rodrigues Peres - RA C503FG9
Laboratório
Prática 03 – Equilíbrio estático de uma barra
São José do Rio Pardo – SP
2015
Dayane Santos Gualhardo Lobato - RA C5313J9
Gabriel Hipólito Regini - RA 7144172
Grazielli Zani - RA C30CAC8
Johnatan Sebastian Lopes - RA C430CAC8
Julio Donizete Locateli - RA T421160
Wendel Rodrigues Peres - RA C503FG9
Laboratório
Prática 03 – Equilíbrio estático de uma barra
Relatório apresentado à UNIP – Campus São José do Rio Pardo referente a disciplina de Tópicos de Física - Laboratório, como parte dos requisitos para avaliação bimestral, no Curso de Engenharia Civil.
São José do Rio Pardo – SP
2015
Introdução
A análise do equilíbrio estático é muito importante na prática de engenharia. O engenheiro, ao projetar qualquer estrutura, deve isolar e identificar todas as forças e momentos externos que podem atuar sobre ela e, por meio de um bom projeto e de uma escolha inteligente de materiais, garantir que a estrutura permanecerá estável sob a ação dessas forças e momentos.
 Uma análise desse tipo é necessária, por exemplo, para garantir que uma ponte não desabar em um dia de ventania. Os movimentos de translação e rotação de um corpo são governados pela segunda lei de Newton.
Para que uma barra se mantenha em equilíbrio, temos:
Conclusão: Todas as resultantes das forças e momentos tem que ser nulas.
Equilíbrio de Translação: A soma vetorial de todas as forças externas que agem sobre o corpo deve ser nula,
Equilíbrio de Rotação: A soma vetorial de todos os torques externos que agem sobre o corpo, medidos em relação a qualquer ponto possível, deve ser nula,
Referencial Teórico
Os movimentos de translação e rotação de um corpo são governados pela segunda lei de Newton. Quando diversas forças atuam em um corpo e elas não se anulam, é porque existe uma força resultante. E como se comporta um corpo que está sob a ação de uma força resultante? A resposta foi dada por Newton. 
O estudo sobre os movimentos dos corpos é realizado desde a Antiguidade. Estudiosos, como Aristóteles, Galileu Galilei, Johannes Kepler e muitos outros, buscavam a explicação para os movimentos dos corpos. Baseados nos trabalhos de Galileu e Kepler, Sir Isaac Newton, um cientista inglês, mais conhecido como físico e matemático, descreveu a Lei da Gravitação Universal e um conjunto de princípios que descrevia a teoria sobre os movimentos dos corpos, denominados de princípios da dinâmica ou as leis de Newton.
Foram três leis, a primeira diz que todo corpo quando livre da ação de forças ou está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. A terceira diz que toda ação corresponde a uma reação, de mesmo módulo, mesma direção e sentidos contrários.
A segunda lei, conhecida também como princípio fundamental da dinâmica, é a lei que faz relação com a força resultante que atua sobre o corpo e a aceleração adquirida pelo mesmo. Ela diz que todo corpo, em repouso ou em movimento, necessita da aplicação de uma força para alterar o seu estado inicial. Ao se aplicar uma força sobre um corpo, é possível perceber que o corpo ao se deslocar terá sua velocidade alterada. O conceito de força é bem intuitivo. Força é a causa que produz alteração na velocidade do corpo, ou seja, produz aceleração.
Descrição do Experimento
Para este experimento adotamos um suporte com base ajustavel para seu nivelamento, em seguida utilizamos um fio que está preso ao suporte para pendurar a barra conforme a imagem abaixo:
Figura 1 – Esquema do Procedimento
Esta barra considerada homogênea AB de comprimento L e massa M, será equilibrada utilizando o arranjo da figura abaixo:
Figura 2 – Representação das forças na barra
As forças atuantes na barra são: 
- o seu próprio peso: P = M g (aplicado no baricentro G);
- as forças de tração T e Q aplicadas nos pontos C e D, respectivamente;
- a força Q será aplicada na barra a uma distância d 0 (sempre constante);
Procedimento Experimental
Adotamos um valor para d0 = 5cm para determinar a massa M da barra e o seu comprimento L. Para cada valor de m ajustamos o ponto de aplicação da força T de forma que a barra homogênea permaneça em equilíbrio na horizontal, e anotando os respectivos valores de m, conforme figura abaixo:
Figura 3 – Representação do equilibrio na barra
Iniciamos o experimento e tomada de medições com a colocação de uma unidade de massa (massor), e movimentamos a barra pelo suporte colocado no fio que sustenta todo o conjunto até que atinja o ponto de equilibrio demostrado na imagem anterior.
Cada unidade de massa foi pesada utilizando uma balança de precisão conforme demostrado na figura a seguir:
 
Figura 4 – Momento de pesagem dos massores
Esta sequência de procedimentos foi realizada por nove vezes, e seus valores anotado conforme demonstrado em planilha abaixo:
	M(g)
	4,8532
	9,7094
	14,5343
	19,2275
	24,5671
	28,9404
	33,8191
	38,5600
	43,4073
	D(cm)
	19,2
	19,0
	18,6
	18,4
	18,1
	17,8
	17,6
	17,4
	17,2
Figura 5 – Tabela de Medições
Materiais utilizados para o experimento
- Barra com niveladores
- Um tripé
- Massores
- Balança
- Régua 
Resultado
Chegamos ao seguinte resultado:
Condição de equilíbrio de translação:
T= P + T1
T= Pt + Q
Condição de equilíbrio de rotação: 
Mp + Mt + Mt1 = 0 (ponto fixo em Mt) 
Lembrando que: 
 
Considerando: 
Temos: 
m = Kx – M 
Substituindo: 
m = Kx – M 
4,85 = K . 0,521 – M 
M = 0,0521 K – 4,85 
Onde: 
24,57 = K . 0,0552 – M 
24,57 = 0,0552 . K – (0,0521K -4,85) 
24,57 = 0,0552K – 0,0521 + 4,85
24,57 – 4,85 = 0,0031K 
19,72 = 0,0031K
K = 6361,3 
L = 48,96 
Conclusão
De acordo com o experimento realizado no laboratorio, concluimos que, para a barra hogenea permaneçer em equilibrío, ao colocarmos determinado número de massores no suporte localizado em baixo da barra homogenea, era possivel fazer com que a barra voltasse ao ponto de equilíbrio, movendo o suporte do fio que sustenta todo conjunto, o ponto da barra onde era encontrado o equilibrio, o baricentro, mudava de posição conforme mudava o nº de massores inseridos no suporte, estabelendo assim, que o ponto de equilíbrio de uma barra extensa, tem ârelação da distância (eixo de rotação) em função do peso. 
Assim o referencia teórido das leis de Newton, nos dá embazamento sólido, enriquecedor e eficaz, para entendermos não so na teoria e sim na prática, que estas leis aplicadas com eficiência, enrriquecem nossa compreesão sobre sua utilização na prática.
Referências Bibliográficas
http://www.infoescola.com/mecanica/forcas-de-atrito/ (05/05/15 – 14h26min)
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/fa.php (05/05/15 – 15h39min)	 
http://www.mundovestibular.com.br/articles/67/1/ATRITO/Paacutegina1.html (09/05/15 – 12h45min) 
Livros: Ramacho; Nicolau; Toledo . Os fundamentos da Física - Mecânica1 . 5ªedição Ed. Moderna 1990
Anexos
Estudo dirigido
7.1 Qual o objetivo deste experimento?
Resposta: O objetivo é estudar o equilíbrio estático de uma barra homogênea submetida a um sistema de forças não concorrentes.
7.2 Quais os instrumentos de medição utilizados? Quais as precisões desses instrumentos?
Resposta:Para a medição foram utilizados uma régua com graduação da medida em centímetros e uma balança denominada analítica que foi utilizada para obter as massas dos massores e sua precisão era em gramas, contando com quatro casas decimais após a virgula.
7.3 Preencher a tabela anexa.
	M(g)
	4,8532
	9,7094
	14,5343
	19,2275
	24,5671
	28,9404
	33,8191
	38,5600
	43,4073
	D(cm)
	19,2
	19,0
	18,6
	18,4
	18,1
	17,8
	17,6
	17,4
	17,2
	 
	0,0552
	0,1029
	0,0688
	0,0520
	0,0362
	0,0345
	0,0295
	0,0259
	0,0230
Figura 06 – Distancia e massas dos massores.
Massa da barra = 295,99 g
Comprimento da barra = 50,5 cm
7.4 Construir em papel milimetrado, o diagrama cartesiano (x ; m)
Resposta: Anexado ao trabalho
7.5 Qual a forma da “curva media” obtida no diagrama cartesiano (x ; m)? Esse resultado verifica qual condição de equilíbrio?
7.6 A partir do diagrama cartesiano (x ; m) determinar a massa M e o comprimento L da barra.
 ...
7.7 Calcular os desvios percentuais da massa da barra M e do comprimento da barra L que foram obtidos através do gráfico em relação aos valores de M e L, determinados diretamente. 
Desvio percentual=
Desvio percentual=
7.8 Qual a posição do fio que sustenta a barra quando m=0, e quando m?
7.9 O trecho do diagrama (x , m) em que m é negativo possui significado físico. Justificar a sua resposta.
_1494950579/ole-[42, 4D, E6, 09, 00, 00, 00, 00]