Relatório 5, Equilíbrio (veterano)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA
 
CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA
 DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL
 PROFESSOR: IZAEL
 TURMA:08A
 RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL 
AULA PRÁTICA 05: EQUILÍBRIO 
Aluno: Daniel Akio Morita
 Fortaleza, 26/05/2015.
SUMÁRIO: 
	OBJETIVOS
	3
	MATERIAL
	4
	PROCEDIMENTO
	5
	QUESTIONÁRIO
	8
	CONCLUSÃO
	11
	BIBLIOGRAFIA
	12
1.OBJETIVOS:
-Determinar o peso de um corpo através da resolução de um sistema de forças;
-Medir as reações nos apoios de uma viga bi apoiada, quando uma carga móvel e deslocada sobre a mesma;
-Verificar as condições de equilíbrio. 
.
2.MATERIAL:
(Primeira parte):
- Massa aferida de 100g;
- Estrutura de madeira; 
- Massa desconhecida;
- Balança digital;
- Transferidor montado em suporte;
- Material para desenho (papel, régua, esquadro e transferidor).
(Segunda parte):
- Massa aferida de 50g;
- Dinamômetros de 2 N (dois);
- Estrutura de suporte;
- Barra de 100 cm de comprimento.
3.PROCEDIMENTO:
Após a divisão dos alunos em grupos, os seguintes procedimentos foram realizados:
3.1 Verificação do correto posicionamento dos pesos em relação aos nós do suporte;
3.2 Medição dos ângulos descritos e reprodução no papel a geometria para cada nó;
	Desenho nó A: 
	Desenho nó B:
	
3.3 Determinação do peso desconhecido:
	
Considerando 5cm equivalente à 100gf, e com os dados obtidos no desenho do nó B: 
O valor do peso desconhecido y obtido experimentalmente é igual à 74gf.
Após verificação da massa desconhecida como professor (71.79g) constatou-se que o valor obtido estava dentro da margem de erro tolerada.
3.4 Em um segundo momento, foi feita a montagem e posicionamento dos suportes e pesos para a continuação da prática.
3.5 O peso da barra a partir da leitura dos dinamômetros foi igual à 2.04N, pois cada um deles indicava o valor de 1.02N, e como estavam igualmente espaçados, o peso citado acima é o da barra.
3.6 Fazendo a massa de 50 gramas percorrer a barra de 10 em 10 cm, a partir da extremidade, os valores das reações de ambos os dinamômetros foram tomados e registrados na tabela a seguir:
	x (cm)
	Ra (N)
	Rb (N)
	Ra + Rb (N) 
	0
	1.68
	0.86
	2.54
	10
	1.60
	0.94
	2.54
	20
	1.52
	1.04
	2.56
	30
	1.44
	1.12
	2.56
	40
	1.35
	1.21
	2.56
	50
	1.27
	1.30
	2.57
	60
	1.18
	1.39
	2.56
	70
	1.10
	1.48
	2.58
	80
	1.02
	1.58
	2.60
	90
	0.94
	1.66
	2.60
	100
	0.86
	1.74
	2.60
3.7 Gráfico das reações de Ra, Rb e Ra + Rb em função da posição:
4. QUESTIONÁRIO:
4.1 Qual o erro percentual obtido na determinação do peso desconhecido pelo método descrito na primeira parte?
	Sendo o valor obtido igual à 74gf, e a massa real igual à 71.79g:
 * 100
 * 100
Erro percentual = +3.08%
4.2 Some graficamente T1 T2 T3 (use 5cm para representar 100gf)
A soma de T1 T2 e T3 é nula:
4.3 Qual o peso da régua utilizada na segunda parte? Em N e em gf
O valor do peso da régua obtido a partir da leitura dos dois dinanômetros foi 2.04N, ou 208.02 gf.
4.4 Verifique, para os dados obtidos com o peso na posição 70cm sobre a régua, se as condições de equilíbrio são satisfeitas. Comente os resultados.
Observando os dados obtidos e explicitados na tabela, tem-se que os valores obtidos para o peso na posição de 70 cm não satisfazem exatamente as condições de equilíbrio propostas :
	
	Ra + Rb = P1 + P2
Sendo
Ra = reação dinamômetro
Rb = reação outro dinamômetro
P1 = peso da barra
P2 = peso objeto
Substituindo os valores pelos da tabela :
2.58 
. Esta pequena discrepância pode ser dado por diversos fatores, como a não correta tomada de valores pelo operador ou algum problema que o objeto utilizado para aferição pudesse ter apresentado.
. 
4.5 Calcule os valores esperados para as reações Ra e Rb (em gf) medidas nos dinamômetros, para uma régua de 100cm e 80gf e um peso de 20gf colocado sobre a régua na posição x = 60cm. Considere que um dos dinamômetros foi colocado na posição 10cm e outro na posição 90cm.
	Considerando que para estar em equilíbrio é necessário que 
P1X + P2*L/2 = RaXa + RbXb
Onde :
P1 = 0.02*9.8N
X = 0.6m
P2 = 0.08*9.8N
L/2 = 0.5m
Xa = 0.1m
Xb = 0.9m
Substituindo os valores : 
0.02*9.8*0.6 + 0.08*9.8*0.5 = Ra*0.1 + Rb *0.9
0.51 = Ra*0.1 + Rb*0.9
Sabendo que Ra + Rb = P1 + P2
Substituindo temos : 
Ra + Rb = 0.98
Substituindo ii em i e convertendo as unidades de N para gf se tem : 
Ra = 47gf e Rb = 52.5gf
5. CONCLUSÃO
Após a realização da pratica e dos procedimentos propostos, foi constatado que com a utilização da representação gráfica das tensões e forças presentes em um sistema em equilíbrio como o utilizado em aula , bem como a correta medição dos ângulos e extensões que elas possuem, é possível a determinação dos valores das tensões e das forças presentes em cada parte do sistema. Com isso fora constatado o postulado que diz que “uma partícula esta em equilíbrio quando a resultante das forças que atuam sobre ela é zero”, assim como o aproximado valor do peso desconhecido (valor encontrado fora de 74gf, e o real de 71.79gramas).
Durante os experimentos foi possível também observar o equilíbrio de um corpo rígido e verificar se os dados obtidos na prática eram semelhantes aos teóricos. Entretanto, devido a diversos fatores (como possível erro por parte dos operadores, condições não ideais dos instrumentos de aferição) os valores encontrados não eram idênticos, apesar de serem muito próximos. Na plotagem dos gráficos com os dados obtidos, observou-se que Ra e Rb (os valores indicados pelos dinamômetros) eram inversos ( durante o deslocamento do peso pela barra, enquanto Ra crescia, Rb decrescia na mesma proporção), e Ra + Rb seguia um valor aproximadamente constante. Com os métodos expostos durante os fundamentos da segunda parte, foi possível determinar os valores esperados de dois dinamômetros para uma barra que possuísse 100cm, 80gf e um peso colocado em x = 60cm ( considerando que eles foram colocados o primeiro na posição 10 cm e o outro em 90cm, aferiu-se que Ra= 47gf e Rb = 52.5gf).
6.Bibliografia: 
 6.1 Dias NL. Roteiros de aulas práticas de Física. 2015.
6.2 HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Fisica. 9 ed. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda. , 2012 .
6.3Autor desconhecido. “Equilíbrio de uma partícula” (Acessado em 24/05/2015). http://coral.ufsm.br/gef/Dinamica/dinami05.pdf