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Rua Jorge Tibiriça, 451 – Centro – São José do Rio Pardo – SP CEP: 13720-000 – Tel.: (19) 3681 – 2655 -Elaine Borges -Isadora Lucio -Lucas Gonçalves -Ranieli Lima -Tayna Ferreira Laboratório MESA DE FORÇAS -Elaine Borges -Isadora Lucio -Lucas Gonçalves -Ranieli Lima -Tayna Ferreira Laboratório MESA DE FORÇAS 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. 4 INTRODUÇÃO: O Experimento trata-se sobre o equilíbrio estático de um corpo. O corpo está em equilíbrio quando, o somatório de todas as forças atuantes no sistema tenha a resultante igual a zero. Força é uma grandeza vetorial, então, possui um módulo, direção e sentido. Para que o corpo esteja em equilíbrio é necessário que para cada força que atue sobre ele, haja outra força, com módulo e direção iguais, porém, em sentidos opostos. Através deste experimento visamos aprender sobre a força resultante do sistema de equilíbrio estático, variando-se o ângulo das forças atuantes no sistema e através dos cálculos comprovar conceitos de força e inercia. 5 REFERENCIAL: Uma força tem módulo, direção e sentido. Assim pode acelerar um corpo, definindo-se a unidade de força em termos da aceleração que a força imprime a um corpo de referencia. Seguimos a lei de Newton que esclarece que para uma partícula estar em equilíbrio estático é necessário que a resultante das forças que sobre ela atuam seja nula. Pode-se de fato aplicar varias forças a um corpo, mas se a resultante vetorial destas for nula, o corpo agirá como se nenhuma força estivesse sendo aplicada a ele. 6 DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO: O experimento seguiu da seguinte maneira: Cada bancada recebeu uma mesa de forças com quatro braços e já equipada com o disco circular graduado em graus, anel metálico, roldanas moveis, fios de nylon e suportes para massores, massores, um nível de bolha de ar, usamos também uma balança. Para se iniciar o trabalho a primeira instrução seguida foi nivelar a mesa de forças ajustando-a através de três porcas localizadas em seu suporte usando o nível de bolha de ar e verificar se as roldanas giram sem atrito. Após a mesa estar corretamente nivelada deveríamos usar os massores para centralizar o anel fixado na mesa de foças, foi seguida a seguinte operação: cada massor contava com um encaixe para ser fixado no fio de nylon de tal maneira que a força exercida sobre o anel o centralizaria, esse processo foi repetido até alcançarmos o objetivo de centralizarmos totalmente o anel, como na imagem a seguir: Após atingir tal objetivo o próximo passo foi passar para o papel os ângulos encontrados no disco em relação aos fios. Continuando o processo, pesamos os massores de cada fio. Para não haver confusão entre eles nomeamos cada qual de F1, F2, F3 e F4. Efetuamos a pesagem dos massores usando a balança e após atingirmos certa precisão dos pesos iniciamos os cálculos. 7 CÁLCULOS: As massas foram medidas e seus pesos calculados através da formula: F = m.g Onde F = força peso. M=massa. G=aceleração da gravidade local, que foi considerada 9,81 m/s². Com isso obtemos os seguintes resultados: F1 = m1.g F2 = m2.g F1 = 14,9589 x 9,81 F2 = 14,9997 x 9,81 F1 = 146,746809 gm/s² F2 = 147,147057 gm/s² F3 = m3.g F4 = m4.g F3 = 15,1112 x 9,81 F4 = 14,8086 X 9,81 F3 = 148,240872 gm/s² F4 = 145,272366 gm/s² 8 RESULTADOS 1 – Qual o Objetivo desse experimento? O objetivo do experimento é estudar o equilíbrio de um ponto, e a decomposição das forças que atuam sobre ele. 2 – Quais os instrumentos de medição utilizados? E quais as precisões desses instrumentos? Mesa de Forças, Porta-massores, massores, balança de precisão, nível de bolha de Ar, anel, fios de Nylon, circunferência graduada em graus. São instrumentos com uma boa precisão, porém, podem haver desvios em algumas medições. 3 – Para cada caso estudado, verificar as condições de equilíbrio do ponto ∑fx = 0; ∑fy = 0: Para F1: F1x = F1cosθ F1x = F1cos90º F1x = 0 F1y = F1senθ F1y = F1sen0º F1y = 146,746809 ≈ 0,147 kg m/s² Para F2: F2x = F2cosθ F2x = F2cos12º F2x = 143,9315408 ≈ 0,144 kg m/s² F2y = F2senθ F2y = F2sen12º F2y = 30,59359342 ≈ 0,030 kg m/s² 9 Para F3: F3y = F3cosθ F3y = F3cos6º F3y = 147,428793 ≈ 0,147 kg m/s² F3x = F3senθ F3x = F3sen6º F3x = 15,49539054 ≈ 0,015 kg m/s² Para F4: F4x = F4cosθ F4x = F4cos6º F4x = 144,4765488 ≈ 0,144 kg m/s² F4y = F4senθ F4y = F4sen6º F4y = 15,18509717 ≈ 0,015 kg m/s² Condições de equilíbrio: Em y = ∑fy = 0 F1y + F3y = 0; 0,147 – 0,147 = 0; Em x = ∑fx = 0 F2x + F4x = 0; 0,144 – 0,144 = 0; 4 – A massa das polias e o atrito entre os fios e polias influíram no resultado do experimento? Sim, a força de atrito poderia impedir que as roldanas se movessem corretamente, porém, os fios não influíram em nada, pois eram fios ideais, ou seja, não possuem elasticidade. 10 5 - Os objetivos propostos foram atingidos? Sim, através de cálculos provamos que concluímos o objetivo, encontramos o equilíbrio do anel, com um desvio pequeno, que pode ter sido causado pela falta de precisão ao extrair o ângulo formado pelo fio, a circunferência era graduada de dois em dois graus, então se o grau formado fosse um número impar, não poderíamos encontra-lo com precisão. 11 Conclusão: Através do experimento chegamos a conclusão de que a força resultante de um sistema de forças é igual a somatória de todos componentes. A força é uma grandeza vetorial, pois possui modulo direção e sentido. Um ponto material só está em equilíbrio quando o somatório de todas as forças atuantes tenha a resultante igual a zero. 12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alan Patrocinio. EXPERIMENTO 2: MESA DE FORÇAS Disponivel em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABPpgAD/mesa-forcas> Data de acesso: 04/04/2015
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