Relatório Mesa de Forças

Prévia do material em texto

Curso: Engenharia Elétrica; Automação e Controle
Turma: 13UN
Período: 1º
Disciplina: Fundamentos da Física
Professor: Alex Bosco e Rubem
Assunto: Mesa de Forças
Nomes: João Pedro C. Lima Mat: 20171001457
 Maria Helena Muniz 20171000191
 Raphaelle Rangel 20171000942
 Rodrigo Ferreira 20171001697
 Victor Stuart 20171001141
 Wallace Vidal de Matos 20171000495
 Yan Peres da Silva Marques 20171000366
 Data: 29/05/2017
Sumário
1 Objetivo .................................................................................................................................................3
2 Introdução ..............................................................................................................................................5
3 Relação de Materiais.................................................................................................................................7
 3.1 Material Utilizado ...............................................................................................................8
 3.1.1 Mesa de Forças, Pesos, Fios de Sustentação e Roldanas.......................................................8
 3.1.2 Dinamômetro ................................................................................................................9
 3.1.2 Tripé ............................................................................................................................9
4 Procedimento Experimental/Resultados............................................................................................10
 4.1 Desenvolvimento ..........................................................................................................................12
 4.2 Cálculo do Módulo da Força Resultante ...............................................................................12
 4.3 Gráfico da Força Resultante ..............................................................................................................12
 4.4 Comparação dos Resultados Obtidos .................................................................................12
5 Conclusão ................................................................................................................................................13
6 Bibliografia .......................................................................................................................................15
	
OBJETIVO
O objetivo desse relatório é demonstrar e estabelecer a força resultante seja ela de duas ou mais, no sistema de equilíbrio estático utilizando força peso, ou seja, a mesa de forças, diversificando-se o ângulo dessas forças podemos empregar o processo do paralelogramo para calcular a força exercida e assim comprovar conceitos de forças.
INTRODUÇÃO
Forças são definidas como grandezas vetoriais em Física. Então uma força tem módulo, direção e sentido.
A força pode provocar a aceleração de um corpo, determinando-se a unidade de força em termos da aceleração que a força imprime a um corpo de referência, sendo um quilograma-padrão.
O princípio da aplicação das forças é o resultado de um efeito no qual um número qualquer de força produzindo um movimento em um corpo é o mesmo produzido por uma única força equivalente, a soma vetorial de todas as forças.
Segundo as leis de Newton, “para que uma partícula esteja em equilíbrio estático é necessário que as forças resultantes que sobre ela atuam seja nula”. Esse conceito vem da primeira lei de Newton.
Assim, pode-se de fato aplicar várias forças a uma partícula, mas se a resultante vetorial destas for nula, ela agirá como se nenhuma força estivesse sendo aplicada. 
Sendo assim neste experimento de ‘mesa de forças’, pretende-se verificar o sistema de equilíbrio de forças e achar o ângulo em que apesar das forças exercidas ela fique em equilíbrio, e calcular a força resultante. 
RELAÇÃO DE MATERIAIS
Material utilizado:
3.1.1Mesa de força, Pesos de 100 e 50 g, Fios de Sustentação e Roldanas.
A mesa de forças é um dispositivo que nos permite realizar a verificação experimental da soma de vetores. Esta mesa é composta de um disco circular com demarcações em graus, no qual podemos fixar roldanas móveis. Nestas penduramos massas através de dois fios que vão encontrar outro fio no centro da mesa. Os pesos destas massas correspondem às forças a serem equilibradas. O equilíbrio ocorre quando junção dos fios estão centralizado em relação a mesa.
Figura 1 - Mesa de força (Vista Lateral)
Figura 2 - Mesa de força (Vista Superior)
Dinamômetro; 
O dinamômetro é um dispositivo que pode ser utilizado para medir a força. Em uma das suas extremidades existe uma mola que se encontra presa à estrutura com demarcações numéricas. Na outra extremidade, um gancho, que se localiza fora da estrutura, onde acoplamos o fio de sustentação. O princípio de funcionamento consiste na deformação que a mola sofre em razão da ação de uma força que é proporcional a esta força aplicada, sua intensidade é indicada na graduação existente no dinamômetro.
Tripé
Tripé é um aparelho de três pés ou escoras, sobre o qual podemos apoiar diversos tipos de objetos, conforme o objetivo de aplicação. Nesse caso utilizaremos pra sustentação do dinamômetro e da mesa de forças, conforme mostra a figura 1.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL / RESULTADOS
4.1 Desenvolvimento 
Previamente a equipe de monitoria do laboratório iniciou a montagem de algumas das partes do experimento que era constituído de uma mesa de forças com três roldanas e um dinamômetro acoplado a um tripé. Utilizando três fios de sustentação amarramos a ponta de um deles na mola do dinamômetro e outra ponta unimos aos dois restantes, que por sua vez, foram amarrados a um peso de 100g e dois pesos de 50g formando o desenho esquemático abaixo.FD
F1
 Figura 3 – Desenho esquemático da disposição dos pesos sobre a mesa de força
F2
 
 
Com os pesos em seus devidos lugares, fomos direcionados a movimentar as roldanas de tal forma que o fio de sustentação que aplica a Força um (F1) formasse um ângulo de 60º com o fio de sustentação que aplica a força dois (F2), além de manter a união entre os três fios no centro da mesa de forças. Após todas as configurações feitas verificamos a força exercida pelo dinamômetro (FD) e ângulo que o fio de sustentação do mesmo formava com o eixo “x”. Encontramos os valores de 1,3N para força do dinamômetro e ângulo de 20º que e formava.
Sabendo as massas dos corpos utilizados fizemos então alguns cálculos para que encontrássemos os valores das forças um e dois, a fim de que através delas achássemos o valor de força resultante e aplicássemos ao método do paralelogramo. Nesse caso a força que está sendo aplica é justamente o peso dos corpos, logo P = F= m.g. (Adotando g=10ms²)
F1 = m1.g = 100g.10m/s² = 0,10kg.10m/s² = 1,0N (100g equivale a 0,1kg)
F2 = m2.g = 50g.10m/s² = 0,05kg.10m/s² = 0,5N (50g equivale a 0,05kg)
4.2 Cálculo do Módulo da Força Resultante 
Tendo calculado as forças um e dois e sabendo que ângulo formado entre elas é de 60º podemos então determinar a força resultante (Fr) através do método do paralelogramo.
4.3 Gráfico da Força Resultante 
O gráfico da força resultante está anexo ao relatório feito em papel milimetrado, conforme a indicação do professor.
Comparar os resultados obtidos 
Quando comparados os resultados obtidos tanto no dinamômetro quanto através dos calculo de força resultante entre as forçasum e dois, percebemos que vetorialmente ambas se anulam, ou seja, ambas as forças tem mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, trazendo assim equilíbrio entre os corpos.
 
 5- Conclusão
 
Os dados do experimento nos levaram a resultados semelhantes quando se trata da força resultante, 
verificamos que a partir da mesa de forças, usando o dinamômetro para medir essa força ou pelo processo do paralelogramo encontramos o mesmo valor para a força resultante.
BIBLIOGRAFIA
https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/massa-e-peso-descubra-a-diferenca-entre-esses-conceitos.htm
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/fp.php
https://www.passeidireto.com/arquivo/5350098/mesa-de-forcas