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Universidade Federal do Ceará Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Curso de Engenharia Metalúrgica Relatório de Física Prática 05: Equilíbrio Aluno: Isaac Matheus Pereira Freire Nogueira Matrícula: 364116 Curso: Engenharia Metalúrgica Turma: 37A Professor: Cicero Moezio Disciplina: Física Experimental para Engenharia Fortaleza – Ceará 2014 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 é deslocada sobre a mesma; - Verificar as condições de equilíbrio. Material Utilizado (1ª parte) - Massa aferida 100 g; - Estrutura de madeira; - Massa desconhecida; - Balança digital; - Transferidor montado em suporte; - Material para desenho (papel, régua, esquadro e transferidor). (2ª parte) - Massa aferida de 50 g; - Dinamômetros de 2 N (dois); - Estrutura de suporte; - Barra de 100 cm de comprimento. Introdução Teórica Um corpo extenso é considerado em equilíbrio, quando, simultaneamente, a resultante das forças que atuam no corpo é nula e o somatório dos torques no sentido horário é igual ao somatório dos torques no sentido anti-horário. Isto é, o corpo não pode se mover “linearmente” ou girar em relação a qualquer eixo, ou a qualquer ponto de contato. A finalidade prática do estudo do equilíbrio de um corpo é aferir o módulo das forças que agem num objeto de um determinado sistema, como realizado neste procedimento. EQ U IL ÍB R IO Resultante das Forças é NULA. 𝐹𝑅 = 𝑚 ∗ 𝑎 = 0 Resultante dos Torques é NULO. 𝜏 = 0 Procedimento Experimental PARTE 1 (Nó A) (Nó B) (PESO DESCONHECIDO) (ERRO EXPERIMENTAL) PARTE 2 Após a montagem da estrutura a ser estuda pelo experimento, verificamos que cada dinamômetro apresentavam leituras próximas de 1, logo o peso da régua utilizada como barra (viga) é de aproximadamente 2N. De posse desse valor, variamos a posição de um objeto de peso conhecido sobre a estrutura montada e fizemos, para cada posição, a leitura dos dois dinamômetros. As medidas encontradas estão dispostas em tabela e posteriormente em gráfico. (Nota: Os parâmetros dispostos no gráfico como Série 1, Série 2 e Série 3; representam, respectivamente, RA, RB e (RA + RB).) x (cm) RA (N) RB (N) RA + RB (N) 0 1,66 0,82 2,48 10 1,58 0,90 2,48 20 1,48 0,98 2,46 30 1,40 1,08 2,48 40 1,32 1,16 2,48 50 1,24 1,24 2,48 60 1,16 1,32 2,48 70 1,08 1,40 2,48 80 0,98 1,48 2,46 90 0,90 1,58 2,48 100 0,82 1,66 2,48 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 0 20 40 60 80 100 Série1 Série2 Série3 Questionário 1) Qual o erro percentual obtido na determinação do peso desconhecido pelo método descrito na 1ª Parte. 2) Some graficamente T1, T2 E T3 (use 5,0 cm para representar 100 gf). 3) Qual o peso da régua (barra) utilizada na 2ª Parte? Em N e em gf. 4) Verifique, para os dados obtidos com o peso na posição 40 cm sobre a régua, se as condições de equilíbrio são satisfeitas. Comente os resultados. 5) Calcule os valores esperados para as reações RA e RB (em gf) medidas nos dinamômetros, para uma régua de 100 cm e 80 gf e um peso de 20 gf colocado no centro da régua (x=50 cm). Considere que um dos dinamômetros foi colocado na posição 20 cm e o outro na posição 90 cm. Conclusão O procedimento experimental desta prática foi dividido em duas partes. Ambas as partes eram de fácil compreensão e execução. A primeira consistia em aferir o peso de um objeto em um sistema de “cordas e nós” ligados a um objeto de massa conhecida. A segunda parte consistiu em analisar as reações nos apoios de uma viga bi-apoiada durante a movimentação de um objeto de peso conhecido. Uma aplicação básica do estudo do equilíbrio de um corpo rígido. Bibliografia DIAS, N. L. Roteiro de aulas Práticas de Física. Fortaleza: UFC, 2014.
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