Composição de Forças – Peso no plano inclinado

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: Engenharias
	Disciplina: Física Experimental
	Turma: 3106
	
	
	
	Professor (a): GEORGE NOCCHI
	Data de Realização: 16/05/2015
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): Ewerton Luis de Melo Gomes 
Nome do Aluno (a): Lailla Nogueira Oliveira 
Nome do Aluno (a): Fernanda Rocha Lemos 
Nome do Aluno (a): Cristiano de Souza Leão
Nome do Aluno (a): Julianna Chagas da Silva
Nome do Aluno (a): Monique Souza 
	Nº da matrícula: 201407184059 
Nº da matrícula: 201403024944 
Nº da matrícula: 201403112886 
Nº da matrícula: 201407184121 
Nº da matrícula: 201402503733
Nº da matrícula: 201407022792
Composição de Forças – Peso no plano inclinado
Objetivos
Mostrar a decomposição do peso em duas forças, uma paralela e a outra normal a um plano inclinado.
Estabelecer as equações que fornecem os componentes do peso no plano inclinado paralela e normal a ele.
Evidenciar aplicações do plano inclinado.
Introdução teórica:
Forças são definidas como grandezas vetoriais em física. Com o efeito, uma força tem módulo, direção e sentido que 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 atuantes 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 à melhor analisar determinado comportamento.
Material Utilizado:
Conjunto de plano inclinado;
Carrinho de provas;
Massas diversas.
Dinamômetro
Roteiro do experimento:
Prenda o dinamômetro no suporte do plano inclinado à 30°;
Acople o carrinho ao dinamômetro;
Anote o valor do dinamômetro com o carrinho vazio;
Acrescente as massas ao carrinho e anote o valor do dinamômetro;
Calcule o peso (Px) gerado pelas anilhas;
Calcule as forças P, Py e N a partir dos dados obtidos.
Desenhe, num plano cartesiano, os vetores de forças encontradas, anotando seus valores.
Discuta a questão da problematização a partir do que foi visto em A.
Repita os procedimentos em “A” para ângulos de 15° e 45 °
Problematização
Se a força peso atua sempre na direção vertical como explicar o fato de objetos escorregarem rampa abaixo?
R: Essa força peso é considerada um vetor, conseqüentemente decompondo essa força em outras duas componentes (que atuando juntas produzem o mesmo efeito da força peso atuando sozinha.), obteremos uma força Px e outra força Py. A componente Px atuando na horizontal mesmo sentido em relação ao plano inclinado explica o fato do objeto escorregar rampa abaixo.
Comente as variações que ocorreram com Px e N à medida que o ângulo de inclinação da rampa aumenta.
R: A medida que o ângulo de inclinação aumenta a componente Px aumenta, pois quando o ângulo de inclinação for 90° ela será a própria força peso, já a componente Py será nula. Se considerarmos o plano inclinado a 90° teremos:
Px= P x Sem(90)		Py= P x Cos(90°)
Px= P x 1			Py= P x 0
Px= P				Py= 0
Quais são os valores limites de Px e Py e em que ângulos ocorrem?
R: O maior que Px pode alcançar é se igualar a força peso isso ocorre com o ângulo de 90°, já o seu menor valor é ser 0, isso ocorre quando o ãngulo de inclinação for 0°
O maior Valor que Py pode alcançar é se igualar a força normal, isso ocorre com o ângulo 0°, já o seu menor valor é 0, isso ocorre quando o ângulo de inclinação for de 90°.
Dados coletados:
Para o plano inclinado a 15°:
Carrinho vazio- 0,14 N
Carrinho com massas- 0,32 N
Peso gerado pelas anilhas- 0,204 Kg
Para o plano inclinado a 30°:
Carrinho vazio- 0,2 N
Carrinho com massas- 1 N
Peso gerado pelas anilhas- 0,204 Kg
Para o plano inclinado a 45°:
Carrinho vazio- 0,38 N
Carrinho com massas- 1,32 N
Peso gerado pelas anilhas- 0,204 Kg
Cálculos e Gráficos:
Para o plano inclinado a 15°:
Força peso	
P= Mp x g
P= 0,204 x 10	
P= 2,04 N
Componente Px
Px= P x Sen(15°)
Px= 2,04 x 0,26
Px= 0,53 N
Componente Py 
Py= P x Cos(15°)
Py= 2,04 x 0,97
Py= 1,98 N
Para o plano inclinado a 30°:
Força peso	
P= Mp x g
P= 0,204 x 10	
P= 2,04 N
Componente Px 
Px= P x Sen(30º)
Px= 2,04 x 0,5
Px= 1,02 N
Componente Py
Py= P x Cos(30°)
Py= 2,04 x 0,87
Py= 1,77 N
Para o plano inclinado a 45°:
Força peso	
P= Mp x g
P= 0,204 x 10	
P= 2,04 N
Componente Px 
Px= P x Sen(45º)
Px= 2,04 x 0,7
Px= 1,45 N
Componente Py
Py= P x Cos(45°)
Py= 2,04 x 0,7
Py= 1,45 N