Relatorio 5 - Experimento VIII

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Nome do Experimento: 
 
Atividade experimental VIII – mesa de forças 
 
Objetivo: 
 
Determinar as componentes de uma força e verificar a soma vetorial entre as três forças. 
 
Introdução teórica: 
 
Forças são definidas como grandezas vetoriais em física. Com efeito, uma tem módulo, 
direção e sentido e obedecem as leis de soma, subtração e multiplicação vetoriais da álgebra. Este é um 
conceito de extrema valia, pois comumente o movimento ou comportamento de um corpo pode ser 
estudado em função da somatória vetorial das forças atuante sobre ele, e não de cada uma 
individualmente. Por outro lado, uma determinada força pode também ser decomposta em subvetores, 
segundo as regras da álgebra de modo a melhorar a análise determinando o comportamento. Advém da 
compreensão da força como uma grandeza vetorial a definição da primeira lei de Newton. 
Esta lei postula que: considerando um corpo no qual não atue nenhuma força resultante, 
este corpo manterá seu estado de movimento; se estiver em repouso, permanecerá em repouso; se estiver 
em movimento com velocidade constante (Movimento Retilíneo Uniforme), continuará neste estado de 
movimento. 
A força é uma interação entre dois corpos. Mas o conceito de força é algo intuitivo, mas 
para compreendê-lo, pode-se basear-se em efeitos causados por ela, como: 
Aceleração: faz com que o corpo altere a sua velocidade, quando uma força é aplicada; 
Deformação: faz com que o corpo mude seu formato, quando sofre a ação de uma força. 
 
 
 Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé 
Curso: Engenharias Disciplina: Física Experimental Código: CCE0477 Turma: 3012 
Professor (a): ROBSON FLORENTINO Data de Realização: 13/05/2014 
 
Nome do Aluno (a): ANDRE LUIZ DOS SANTOS 
Nome do Aluno (a): KATIA ELIZABETH SIMOES DE DOS SANTOS 
Nome do Aluno (a): MARCIO DIONIS SOUZA CORTES 
Nome do Aluno (a): CARLOS ALBERTO VIEIRA 
Nome do Aluno (a): RAFAEL LOBO CAITANO 
Nome do Aluno (a): VALDINEI LOPES DA SILVA TOMAZ 
Nome do Aluno (a): KLAUS IGOR FICK 
Nº da matrícula: 201307190571 
Nº da matrícula: 201307225675 
Nº da matrícula: 200701011291 
Nº da matrícula: 201308005954 
Nº da matrícula: 201308187572 
Nº da matrícula: 201307394493 
Nº da matrícula: 201308153724 
 
Força resultante é a força que produz o mesmo efeito que todas as outras aplicadas a um 
corpo. Ela será igual à soma vetorial de todas as forças aplicadas. 
 
 
Aparelhos utilizados: 
 
 Painel multiuso marca Cidepe; 
 Papel milimétrico; 
 Fita adesiva; 
 Linha interligada por uma arruela; 
 Três dinamômetros marca Cidepe – modelo: EQ007-08C com 0,02N; 
 Transferidor marca Cidepe - modelo: EQ032-19. 
 
 
 
Roteiro do experimento: 
 
 Calibrar o dinamômetro; 
 Fixar o papel milimétrico na mesa utilizando a fita adesiva; 
 Construir um plano cartesiano no papel milimétrico; 
 Traçar três retas com o eixo x formando os ângulos de 30°, 120° e 250°; 
 Posicionar os dinamômetros nos ângulos supracitados; 
 Prender a arruela nos ganchos dos dinamômetros posicionando-a no centro do eixo cartesiano; 
 Verificar a indicação da força em cada dinamômetro; 
 Calcular as componentes nos eixos x e y e suas forças; 
 Calcular os somatórios das componentes das forças que estão na direção x; 
 Calcular os somatórios das componentes das forças que estão na direção y. 
 De acordo com a primeira lei de Newton, calcular os resultados do experimento e analisar se os 
somatórios das forças tendem a zero. 
 
Dados coletados: 
 
- Dinamômetro no ângulo de 30° = 0,66N; 
- Dinamômetro no ângulo de 120° = 0,66N; 
- Dinamômetro no ângulo de 250° = 0,98N. 
 
Cálculos: 
 
Cálculo das forças no eixo x: 
Fx= F.cosθ 
Fx1= F.cos(30)  Fx1= 0,66.0,866 = 0,572N; 
Fx2= F.cos(120)  Fx2= 0,66.(–0,500) = –0,330N; 
Fx3= F.cos(250)  Fx3= 0,98.(–0,342) = –0,335N; 
 
Somatório das forças no eixo x: 
Σ Fx = 0; 
Σ Fx = Fx1 + Fx2 + Fx3; 
Σ Fx = 0,572 – 0,330 – 0,335 = –0,093N. 
 
Cálculo das forças no eixo y: 
Fy= F.senθ 
Fy1= F.sen(30)  Fy1= 0,66.0,500 = 0,330N; 
Fy2= F.sen(120)  Fy2= 0,66.0,866 = 0,572N; 
Fy3= F.sen(250)  Fx3= 0,98.(–0,940) = –0,921N. 
 
Somatório das forças no eixo y: 
Σ Fy = 0; 
Σ Fy = Fy1 + Fy2 + Fy3; 
Σ Fy = 0,330 + 0,572 – 0,921 = –0,019N. 
 
Segundo a primeira lei de Newton, para calcular a incerteza usaremos a seguinte fórmula: 
F2r = Σ F2x + Σ F
2
y 
F2r = (-0,093)2 + (-0,019)2 
F2r = 0,0086 + 0,0004 
F2r = 0,009 
Fr = √ 
Fr = 0,095N 
 
 
Análise dos resultados: 
 
Através desta experiência, podemos entender e aplicar na prática a lei de Newton, 
obtendo-se variáveis que mostram que as forças utilizadas no experimento anulam-se ou tendem a zero. 
Para se calcular o equilíbrio entre as forças na vertical e horizontal, as forças foram 
decompostas em suas componentes x e y e em seguida foram calculadas as forças de equilíbrio utilizando Σ 
Fx = 0 e Σ Fy = 0. No experimento a aceleração foi tomada como sendo nula, já que o sistema encontrava-se 
em repouso. Quanto aos erros e incertezas encontrados, podem ser enumerados como sendo: 
1. Erro no momento de traçar as coordenadas dos eixos x e y; 
2. Erro no momento de traçar os ângulos de 30°, 120° e 250°; 
3. Erro de paralaxe no momento de posicionamento dos dinamômetros nos ângulos no papel 
milimétrico; 
4. Erro de paralaxe no momento de posicionamento da arruela no centro do gráfico. 
Enfim, foi possível aplicar a teoria à prática para poder calcular com certa exatidão as forças nos 
sistemas. 
 
Referências bibliográficas: 
 
http://www.cidepe.com.br/pt/produtos/fisica/dinamometros-tubulares-com-fixacao-magnetica-
eq007nm