Relatório 02 Mesa de Forças rev05

Prévia do material em texto

Faculdade Salesiana Maria Auxiliadora
Curso de Engenharia 
Relatório de Laboratório de Física 01
Aula 02: Mesa de Forças.
Grupo 01:
Cícero Paulino;
Luiz Carlos Sardoux;
Luiz Felipe Costa de Souza;
Maciel Hotz Braga;
Rafael Possati.
Professor: Thiago Duarte
Macaé
22 de novembro de 2017.
�
INTRODUÇÃO
Este relatório visa explicar e demonstrar a força resultante de sistema de equilíbrio estático, variando-se o ângulo das forças atuantes no sistema, comparar os resultados obtidos através do dinamômetro e cálculos algébricos, e comprovar conceitos de forças e inércia.
A mesa de forças é um dispositivo que torna possível a verificação experimental da soma de vetores. As forças são definidas como grandezas vetoriais em Física. Com efeito, uma força tem módulo, direção e sentido e obedecem às leis de soma, subtração e multiplicação vetoriais da Álgebra.
Conceito este, de suma importância, pois o movimento e/ou o comportamento de uma partícula pode ser estudado a partir da soma vetorial das forças aplicadas sobre ela.
 OBJETIVO GERAL
Verificar o efeito da mudança de ângulo para o módulo das componentes das forças e calcular as componentes das forças, observando a aplicação da terceira lei de Newton.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A condição para que um ponto material permaneça em equilíbrio, é que a resultante de todas as forças que atuam sobre este ponto matérias seja zero. No caso de um sistema sujeito a duas forças, o ponto material estará em equilíbrio se estas forças tiverem o mesmo módulo, direção e sentidos opostos. Se este não for ocaso, é possível obter o equilíbrio, aplicando-se uma terceira força coplanar às forças anteriores. Portanto, para que um corpo permaneça em equilíbrio, é necessário que a resultante de todas as forças seja zero.
Deste modo, se desejamos que o corpo esteja em equilíbrio sob a ação destas forças, devemos aplicar uma terceira força cujo módulo e direção sejam os mesmos da força resultante, porém com sentido oposto.
PROCEDIMENTOS 
Para tal experiência utilizamos dois conjuntos de massas acopláveis e gancho lastro, três extensões de cordão com gancho, alinhador para dinamômetro, conjunto de sustentação formado por perfil universal com fixador e tripé com três sapatas niveladoras amortecedoras, dinamômetro de 2 newtons, conjunto estrutural de mesa de forças.
�
De início, mediu-se o valor da força peso de cada um dos pesinhos, alinhando a roldana ao dinamômetro, anotou-se na tabela 1. Tal procedimento foi feito para dois pesinhos, denominados p1 e p2.
Após, foi acrescido o outro pesinho a montagem, formando um ângulo de entre os mesmos e centralizando o anel que une os fios. O valor do ângulo foi anotado na tabela 1. Em seguida notou-se que a leitura feita pelo dinamômetro (ITI) agora é menor que a soma das leituras feitas para os dois pesinhos, pois as roldanas não estão mais alinhadas ao dinamômetro, anotou-se tal valor na tabela 1.
Posteriormente repetiu-se todos os procedimentos citados acima, entretanto com um ângulo de valor diferente. Os valores obtidos também foram anotados na tabela 1.
Dando prosseguimento, calculou-se algebricamente o valor do ângulo necessário para que três pesinhos de massas idênticas fiquem em equilíbrio na mesa de forças, anotou-se o valor do ângulo teórico na tabela 2.
Após adicionou-se três pesinhos de massas iguais a mesa de forças e verificou-se se eles ficam em equilíbrio quando o ângulo entre eles é o teórico. Anotou-se na tabela 2 o valor do ângulo experimental obtido.
Por fim, calculou-se a discrepância (D) em porcentagem para o ângulo obtido teoricamente em relação ao obtido experimentalmente através da fórmula 
.
Ficamos impossibilitados de responder os itens 5.1 e 5.2 do questionário pois o laboratório não possuía a balança de massas.
RESULTADOS
	Tabela 1
	αº
	δ din (N)
	P1(N)
	P2(N)
	P1+ P2 (N)
	T(N)
	θ1
	45º
	0,01
	0,6
	0,5
	1,1
	0,9
	θ2
	45º
	0,01
	0,6
	0,5
	1,1
	0,9
	β1
	73º
	0,01
	0,6
	0,614
	1,28
	0,8
	β2
	58º
	0,01
	0,6
	0,614
	1,28
	0,8
Calculando o ângulo teórico algebricamente temos que, para existir equilíbrio F1+F2 = Fr. Considerando o módulo dos vetores igual a 0,5N, temos:
�
 Se θ = 30°, então o ângulo teórico entre os vetores para que três pesos iguais se mantenham em equilíbrio é 30° + 90° = 120°. 
	Tabela 2
	
	P(N)
	αº
	δαº
	Teórico
	0,5
	120
	0,5
	Experimental
	0,5
	120
	0,5
	S(%)
	0%
Substituindo os valores na fórmula de discrepância em porcentagem temos: 
.
 DISCUSSÃO
Durante a medição das forças peso, foram encontradas pequenas diferenças entre os pesinhos que deveriam ser de mesma grandeza. Atribuímos tal fato à vida útil dos materiais oriundos do desgaste natural. Tomando todos os cuidados cabíveis, consideramos os dados aceitáveis para o experimento.
Vimos também que, à medida em que o ângulo entre as forças F1 e F2 foi sendo ajustado de modo a aumentar, percebeu-se que o dinamômetro tendia a indicar forças menores. Por outro lado, diminuindo-se o ângulo entre F1 e F2 até chegar a 0o, a resultante seria a soma dos módulos de ambos.
CONCLUSÃO
Com o experimento da mesa de Forças foi possível comprovar que a força resultante de um sistema de forças é igual somatórias de todos componentes em x e em y, os resultados divergiram um pouco, pois não foi considerado o atrito das roldanas e massa do fio utilizado, além dos comuns erros que o experimento está sujeito.
Contudo, concluímos que os resultados obtidos foram satisfatórios para a experiência, os valores percentuais de erro estiveram dentro do esperado, e a experiência foi executada com excelência. Sendo assim a mesma foi considerada bem sucedida pelo grupo.
�
BIBLIOGRAFIA
SEAR, Zemensky e Young. Física 1, mecânica. 10ª edição. São Paulo: Pearson Addison, 2003.
PORTONI, Marcos e FAUSTO, Romildo. Composição e decomposição de forças. UNIFACTS, 1999. 
Disponível em: < https://www.eecis.udel.edu/~portnoi/academic/academic-files/forces.html>. Acesso em: 19, nov. 2017.