Composiçao de forças

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fabíola Almeida Mendonça 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte, 2017 
Fabíola Almeida Mendonça 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Laboratório de Física Geral I: 
 
 
Relatório referente à aula de sexta-
feira, dia 15/09/2017, sobre 
composição de forças, na disciplina de 
Laboratório de Física Geral I, no curso 
de Engenharia Química, na Pontifícia 
Universidade Católica de Minas Gerais 
Professor: Euzimar Marcelo Leite 
 
 
Belo Horizonte, 2017 
Resumo 
 Neste trabalho são apresentados os resultados da aula pratica de 
laboratório de física geral I que tratou de composição de forças. 
 A mecânica estuda as interações entre os corpos e seus 
movimentos como a relação existente entre uma força e a aceleração 
produzida por essa força. Uma força é medida, portanto, pela aceleração 
que produz e é uma grandeza vetorial, possuindo modulo, direção e 
sentido. 
Palavra-chave: Composição de forças. Grandeza vetorial. Aceleração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1.INTRODUÇÃO .................................................................................................4 
 
2.DESENVOLVIMENTO......................................................................................5 
2.1OBJETIVO GERAL........................................................................................5 
2.2PROCEDIMENTOSEXPERIMENTAIS........................................................5 
2.3RESULTADOS............................................................................................6-7 
 3.CONCLUSÃO................................................................................................ 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.INTRODUÇÃO 
 Em física a mecânica estuda as interações entre corpos e seus 
movimentos como a relação existente entre uma força e a aceleração 
produzida por essa força. Uma força é medida, portanto, pela aceleração 
que produz e é uma grandeza vetorial, possuindo modulo, direção e 
sentido. 
 Existem dois tipos de forças. As forças presentes em uma interação 
havendo contato físico entre os objetos, podendo produzir movimento e/ou 
deformação, é denominada força de contato. Já que as forças que se 
desenvolvem entre objetos sem que haja contato mutuo entre elas é 
denominada forças de campo. 
 De acordo com a segunda Lei de Newton, a força resultante ܨ௥ሬሬሬ⃗ que 
age sobre um corpo é igual ao produto da massa m do corpo pela 
aceleração a: ࡲ࢘ሬሬሬሬ⃗ =mࢇሬሬ⃗ , em que ܨ௥ሬሬሬ⃗ deve ser a soma vetorial de todas as 
forças que atuam sobre o corpo. 
 Quando duas ou mais forças atuam sobre um objeto, pode-se calcular 
a força total fazendo a adição vetorial das forças atuantes. Uma única força 
com modulo e orientação da força resultante tem o mesmo efeito sobre o 
corpo do que a ação simultânea de todas as forças. Tal fato é nomeado 
como “princípio de superposição para forças”. Tem-se então a seguinte 
fórmula: ࡲ࢘ሬሬሬሬ⃗ =ࡲ૚ሬሬሬሬ⃗ + ࡲ૛ሬሬሬሬ⃗ + ... +ࡲ࢔ሬሬሬሬ⃗ , sendo ࡲ࢘ሬሬሬሬ⃗ a força resultante de n forças 
sobre o corpo. 
 Se a força resultante está sendo exercida em um ponto do corpo e se 
aplicar nesse mesmo corpo outra força como o módulo e direção iguais, 
mas sentido oposto é denominada força equilibrante ࡲࢋࢗሬሬሬሬሬሬ⃗ . Desta forma, 
ࡲࢋࢗሬሬሬሬሬሬ⃗ = -ࡲ࢘ሬሬሬሬ⃗ , ou seja: ࡲࢋࢗሬሬሬሬሬሬ⃗ + ࡲ࢘ሬሬሬሬ⃗ =0 
 Portanto, o estudo das forças é muito importante e está presente em 
várias situações corriqueiras como, por exemplo, quando um carro 
colide com um poste, uma força exercida pelo poste, uma força exercida 
pelo poste, uma força exercida pelo poste faz com que o carro pare 
bruscamente. 
 
 
 2. DESENVOLVIMENTO 
2.1 OBJETIVO GERAL 
1- (i) determinar a força equilibrante de um sistema de duas forças 
coplanares. (ii) calcular a resultante de duas forças coplanares quaisquer e 
comprovar o caráter vetorial das forças. 
2.2 PROCEDIMENTO 
Material utilizado: 
Plano inclinado com sensores e cronômetro. 
Montagem 
Painel de forças CIDEPE, Dinamômetros de fixação magnética de 0 a 2N 
com divisão de 0,02N, Conjunto de massas de 0,5N, Escala de ângulos 
de fixação magnética (transferidor), acessórios diversos. 
Descrição 
1. Monte o conjunto com os dinamômetros. 
 2. Coloque 3 massas no suporte 
3. Posicione os dinamômetros de modo a formarem um ângulo diferente 
de 0° entre si. Movimente o gancho com as massas até conseguir o seu 
alinhamento vertical ao ponto do transferidor (ponto de aplicação das 
forças). 
4. O ângulo  entre as forças ܨଵሬሬሬ⃗ e ܨଶሬሬሬ⃗ medidas pelos dinamômetros é lido 
na escala do transferidor. 
 5. Meça os valores de ܨଵሬሬሬ⃗ e ܨଶሬሬሬ⃗ . Qual o modulo da força equilibrante ܨଷሬሬሬ⃗ ? 
A força resultante tem sentido contrário à equilibrante. Faça um diagrama 
(em escala) das forças envolvidas, representando ܨଷሬሬሬ⃗ = ܨଵሬሬሬ⃗ + ܨଶሬሬሬ⃗ . 
6. Conhecendo as forças componentes e o ângulo entre elas, determine 
o vetor força resultante utilizando os métodos analítico e geométrico. 
 7. Compare o valor medido com o valor calculado. 
8. Repita o procedimento para outros ângulos entre as forças. 
 
2.2 RESULTADOS 
Os valores medidos de ܨଵሬሬሬ⃗ e ܨଶሬሬሬ⃗ medidos, o ângulo destes considerando 
que o ponto zero se encontrava na união das cordas dos 
dinamômetros e a corda que estava presa ao gancho com os pesos, 
os valores calculados de suas formas decompostas, ܨଷሬሬሬ⃗ medido e o 
calculado pelo método analítico são apresentados na tabela abaixo. 
 
5-ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −ܨ௥ሬሬሬ⃗ → หܨଷሬሬሬ⃗ ห = ඥ(1,04)ଶ + (1,16)ଶ → หܨଷሬሬሬ⃗ ห = 1,55 → ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −ܨ௥ሬሬሬ⃗ → 
 ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = -1,55 
 ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −ܨ௥ሬሬሬ⃗ → ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −1,94 
ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −ܨ௥ሬሬሬ⃗ → ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −3,02 
ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −ܨ௥ሬሬሬ⃗ → ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −2,18 
ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −ܨ௥ሬሬሬ⃗ → ܨ௘௤ሬሬሬሬሬ⃗ = −3,66 
 
 
Diagrama da medida um. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Medidas ܨଵሬሬሬ⃗ (N) ܨଶሬሬሬ⃗ (N) ߠଵ(°) ߠଶ(°) ܨଵሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଵ 
(N) 
ܨଶሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଶ 
(N) 
ܨଷሬሬሬ⃗ (N) ܨଵሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଵ + ܨଶሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଶ (N) 
1 1,04 1,16 50 42 0,796 0,779 1,54 1,53 
2 0,96 0,98 38 37 0,591 0,589 1,54 1,53 
3 1,72 1,30 46 72 1,23 1,23 1,54 1,59 
4 1,20 0,98 40 50 0,771 0,750 1,54 1,54 
5 1,74 1,92 70 69 1,63 1,79 1,54 1,28 
50° 
ܨଵሬሬሬ⃗ ܨଶ
ሬሬሬ⃗ 
42° 
ܨଵሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଵ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଶ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଶ ܨଵ
ሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଵ
ܨଷሬሬሬ⃗ 
 
 Diagrama da medida dois. Diagrama da medida três. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Diagrama da medida cinco. 
 Diagrama da medida quatro. 
 
7- Os valores medidos e calculados variam assim, como era esperado por 
erros durante a pratica. 
 
 
 
 
38° 
ܨଵሬሬሬ⃗ ܨଶ
ሬሬሬ⃗ 
37° 
ܨଵሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଵ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଶ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଶ ܨଵ
ሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଵ
ܨଷሬሬሬ⃗ 
40° 
ܨଵሬሬሬ⃗ ܨଶ
ሬሬሬ⃗ 
50° 
ܨଵሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଵ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଶ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଶ ܨଵ
ሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଵ
ܨଷሬሬሬ⃗ 
46° 
ܨଵሬሬሬ⃗ 
ܨଶሬሬሬ⃗ 
72° 
ܨଵሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଵ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଶ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଶ 
ܨଵሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଵ
ܨଷሬሬሬ⃗ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ܨଵሬሬሬ⃗ 
ܨଵሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଵ
ܨଵሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଵ ܨଶ
ሬሬሬ⃗ ܿ݋ݏߠଶ 
ܨଶሬሬሬ⃗ ݏ݁݊ߠଶ 
ܨଷሬሬሬ⃗ 
70° 
69° 
 
3.CONCLUSÃOAtravés dos resultados desta pratica (que aconteceu no dia 
15/09/2017) aprendemos como analisar a composição de forças e como 
elas atuam. 
 A finalidade da prática era determinar a força equilibrante de um 
sistema de duas forças coplanares e calcular a resultante de duas forças 
coplanares quaisquer e comprovar o caráter vetorial das forças que foi 
alcançada nesta pratica.