Relatório - Equilibrio de Forças

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO
INGRID GONÇALVES LINS - 1471775
KELLY MARTA FERNANDES - 1471953
OTACILIO RUFINO SILVA NETO – 1471183
LABORATÓRIO
FORÇA: EQUILÍBRIO
		
SÃO PAULO
			2014	
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO
INGRID GONÇALVES LINS - 1471775
KELLY MARTA FERNANDES - 1471953
OTACILIO RUFINO SILVA NETO – 1471183
LABORATÓRIO
FORÇA: EQUILÍBRIO
Relatório elaborado para aprovação
Na disciplina de Introdução à Mecânica Clássica,
Sob orientação dos Professores Djalma 
e Gildo.
SÃO PAULO
			2014
SUMÁRIO
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA................................................................................4
OBJETIVO................................................................................................................5
MATERIAL UTILIZADO............................................................................................5
METODOLOGIA........................................................................................................6
RESULTADOS E DISCUSSÕES..............................................................................7
CONCLUSÃO...........................................................................................................11
BIBLIOGRAFIA........................................................................................................12
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Equilíbrio de uma partícula
	A figura 1 apresenta duas forças e , atuando simultaneamente sobre um corpo. A experiência nos mostra que estas duas forças podem ser substituídas por uma força única, , que é a resultante de e A resultante é determinada, em módulo, direção e sentido, pela regra do paralelogramo.
Figura 1 - A resultante de duas forças é uma força única que produz o mesmo efeito que as forças consideradas
	De maneira geral, se várias forças , , etc. 	estiverem atuando em uma partícula, elas poderão ser substituídas por sua resultante obtida, pela soma vetorial dessas forças, ou seja, 
		 + ................. ou 
	A força , atuando sozinha, produz na partícula o mesmo efeito, a mesma modificação em seu movimento que o sistema de forças que ela representa. Se a resultante for nula, tudo se passa como se não existisse nenhuma força atuando na partícula. Portanto, na primeira lei de Newton, essas duas situações podem ser consideradas equivalentes e poderemos enuncia-la, de maneira mais geral do seguinte modo: Quando a resultante das forças que atuam em um corpo for nula, se estiver em repouso continuará em repouso e, se ele estiver em movimento, estará se deslocando com movimento retilíneo uniforme.
	Dizemos que uma partícula está em equilíbrio quando ela se encontra em uma das seguintes opções:
A Partícula está em repouso;
A partícula está em movimento retilíneo uniforme.
	Como vimos na primeira lei de Newton, qualquer uma dessas situações ocorre quando é nula a resultante das forças que atuam na partícula. Consequentemente, a condição para que uma partícula esteja em equilíbrio é que a seja nula a resultante das forças que nela atuam:
 ou 
Figura 2 - Representação vetorial do equilíbrio de forças
OBJETIVO
	O experimento tem como objetivo definir as condições de equilíbrio estático através da representação vetorial.
MATERIAL UTILIZADO
- Régua
- Suporte de ferro
- Transferidor
- Barbante
- Dinamômetro
- Massor
METODOLOGIA
	Com os dinamômetros presos no suporte de ferro, penduramos os pesos como na figura abaixo:
Figura 3 - Montagem do Experimento com dois dinamômetros 
		Repetimos a montagem para três dinamômetros conforme figura abaixo:
Figura 4 - Montagem do Experimento com três dinamômetros
	E também para quatro dinamômetros:
Figura 5 - Montagem do Experimento com quatro dinamômetros
RESULTADOS E DISCUSSÕES
	Primeiramente definimos os vetores das experiências:
Figura 6 - Vetores: Com dois dinamômetros 
	Os vetores e possuem e respectivamente, o ângulo formado é de 43°, o ponto representa dois pesos um de duzentos gramas e outro de 100 gramas.	Podemos concluir através da soma de vetores que , que equivale a .
	Para que o peso satisfaça a condição de equilíbrio sabemos que a soma das forças aplicadas é igual a 0. Sendo a força aplicada em Newton, k a constante da mola 30/Nm e igual a variação da deformação da mola que é igual a. 
	
	
	Podemos definir a força peso aplicada, recorrendo a teoria conseguimos definir que , sendo a força peso aplicada, e é definido por , sendo m a massa e é a gravidade de aproximadamente 9,8 .
		Sendo assim:
		Para que o experimento esteja em estado de equilíbrio , podemos dizer que:	
 Repetindo a experiência com três dinamômetros (Fig.7), chegamos aos seguintes dados:
Figura 7 - Vetores: Três dinamômetros 
	Penduramos dois pesos, um de 0,5 kg e outro de 50 g representado pelo ponto material acima. Os vetores possuem , e .
	O vetor resultante será chamado de será igual a e o ângulo formado é de 70°.
	Para que o peso satisfaça a condição de equilíbrio sabemos que a soma das forças aplicadas é igual a 0. Sendo a força aplicada em Newton, k a constante da mola 30/Nm e igual a variação da deformação da mola que é igual a. 
	
	Podemos definir a força peso aplicada, recorrendo a teoria conseguimos definir que , sendo a força peso aplicada, e é definido por , sendo m a massa e é a gravidade de aproximadamente 9,8 .
	Sendo assim:
	
	Para que o experimento esteja em estado de equilíbrio , podemos dizer que:
	No terceiro experimento (fig. 8), a esquematização mudou um pouco, pois para ponderar o peso incluímos um dinamômetro na horizontal.
Figura 8 - Vetores: Quatro dinamômetros 
	Penduramos dois pesos, um de 0,5 kg e outro de 200g representado pelo ponto material acima. Os vetores possuem , , e .
	O vetor resultante será chamado de será igual a e o ângulo formado é de 125°.
Para que o peso satisfaça a condição de equilíbrio sabemos que a soma das forças aplicadas é igual a 0. Sendo a força aplicada em Newton, k a constante da mola 30/Nm e igual a variação da deformação da mola que é igual a. 
	
	
	Podemos definir a força peso aplicada, recorrendo a teoria conseguimos definir que , sendo a força peso aplicada, e é definido por , sendo m a massa e é a gravidade de aproximadamente 9,8 .
	Sendo assim:
	Para que o experimento esteja em estado de equilíbrio , podemos dizer que:
CONCLUSÃO
	Com esse experimento conseguimos visualizar que através de um ponto material podemos equilibrar forças utilizando vetores. Sendo assim o vetor resultante é nulo em todos os casos, pois as forças aplicadas são iguais por todas as extremidades.
	Segundo Mucheroni, muitas vezes dizemos que o equilíbrio estático ocorre quando a velocidade é nula. No caso do nosso experimento todos foram realizados sem velocidade reafirmando o principio alegado por Mucheroni.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HALLIDAY, RESNICK. Fundamentos de Física – Volume 1. Ed. 8. Rio de Janeiro, Editora LTC. 2008.
FURTUNA, J.L. Relatório das Aulas Práticas. Modelo de Relatório das Aulas Práticas. Disponível em http://pt.scribd.com/doc/55531270/Modelo-de-Relatorio-das-Aulas-Praticas , acesso em 30 de agosto de 2014.
LUZ, ÁLVARES. Física: Ensino Médio – Volume 1. Ed. 1. São Paulo, Editora Scipione, 2006.
5