Relatório tração em cordas e equilíbrio de um corpo rigido

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS 
CÂMPUS POSSE 
LICENCIATURA EM MATEMÁTICA 
 
 
 
 
 
SHEILA KARINE MOREIRA DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA APLICADA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 POSSE GO 
2019 
SHEILA KARINE MOREIRA DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório 
 
 
 
 
Relatório apresentado 
à Universidade 
Estadual de Goiás 
Câmpus Posse, para 
obtenção do conceito 
na disciplina de Física 
Aplicada, do curso 
Licenciatura em 
Matemática. Sob a 
orientação da 
Professora Daniela 
Crestani. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 POSSE GO 
 2019 
TRAÇÃO EM CORDAS 
Quando puxamos um objeto por meio de uma corda, estamos, na 
verdade, transmitindo força ao longo dessa corda até a extremidade oposta. 
Podemos dizer que cada pedaço dessa corda sofre uma tração, que pode ser 
representada por um par de forças iguais e contrárias que atuam no sentido do 
alongar da corda. Denominamos de tração na corda o módulo dessas forças que 
formam um par. 
Podemos medir a tração em qualquer ponto de uma corda por meio de 
um dinamômetro. O dinamômetro é um aparelho utilizado para medir força. 
 
 
Outra maneira de medir a força de tração de um objeto ou corpo é 
igualando a tração com o peso. Vejamos a figura acima, em que atuam no corpo 
pendurado por uma corda a força de tração e a força peso. De acordo com 
a segunda Lei de Newton, temos: 
FR=m.a 
Como o corpo encontra-se equilibrado, a aceleração é zero. 
FR=0 
T – P = 0 ⇒ T= P ⇒ T = m.g 
Assim, concluímos que a tração, nesse caso, é o próprio peso do corpo. 
 Procedimento Experimental 
Para realização do experimento foi fornecido um kit com os seguintes 
materiais conforme relacionados na tabela 1: 
Tabela 1: Kit d e Materiais 
 
 
Qtde Descrição 
03 Massas aferidas 50g co m gancho 
02 Tripés tipo estrela com manípulo 
02 Fixadores metálico com manípulo 
01 Carretel de linha 
02 Dinamômetros 2N 
02 Hastes fêmeas 405 mm 
02 Hastes machos 40 5mm 
01 Transferidor d e plástico 180° 
02 Manípulos com cabeça de plástico 
 
Calibrou-se os dinamômetros a olho nu, montou se o equipamento 
conforme as orientações à partir dos materiais, foi elaborado um sistema 
para realização do estudo de tração em cordas, da seguinte maneira: as hastes 
fêmeas e machos foram encaixadas e conectadas a tripés tipo estrela; na 
ponta de cada haste foram conectados os fixadores metálicos com manípulo 
e neles com o auxílio dos manípulos com cabeça de plásticos, foram 
conectado s a cada um dos fixadores os dinamômetros de 2N. 
Posteriormente utilizando o carretel de linha foi montado um nó com três 
pontas, sendo que duas das pontas foram ligadas aos dinamômetros e à 
uma as pontas foram conectadas as três massas, de 50g cada, de forma 
que ficassem suspensas, conforme mostra o sistema. 
Fig. 1: Montagem do Sistema. 
 
 
 
Fonte: Manual de instruções e guia de Experimentos 
 
Após o sistema ficar e m equilíbrio, foram anotadas as trações 
marcadas nos dinamômetros. Algumas questões foram resolvidas a partir do 
esquema e ao final foi possível comparar valores obtidos. 
 Para realização do experimento 02 foram utilizados os mesmos materiais 
que o anterior, onde o fixador metálico de uma das hastes, foi mudado de 
posição (fig.02) para que uma das linhas do nó formasse um ângulo de 0° 
com o plano horizontal (eixo x) e quando o sistema ficou em equilíbrio 
foram medidas novamente as trações e os ângulos da mesma forma que 
no experimento anterior. 
Fig:02 Montagem do sistema 02 
 
Fonte: Manual de instruções e guia de Experimentos 
 
Resultados obtidos 
Experimento 01 
- Leituras dos Dinamômetros. 
TA= 0,66 N TB 1,08 N 
- Medição dos Ângulos. α= 45° β= 65° 
 - Condição de Equilíbrio de um Ponto. Um ponto é considerado em equilíbrio 
quando não há aceleração no sistema. 
 
Isolando o termo TA 
 
- Calculando o termo TB 
 
- Calculando o termo TA 
 
- Valor do Peso Utilizado. 
 
- Os valores calculados foram iguais aos medidos? 
Não provavelmente devido a erros operacionais de leitura. Esquema Vetorial 
- Decomposição 
- Resultante Horizontal: 
 
- Resultante Vertical: 
 
- Cálculo das trações T A e T B aplicando uma condição de equilíbrio. 
 
 
Experimento 02 
- Leituras dos Dinamômetros. 
TA= 2 N TB 1,16 N 
- Medição dos Ângulos. α= 50° β= 0° 
 - Condição de Equilíbrio de um Ponto. Um ponto é considerado em equilíbrio 
quando não há aceleração no sistema. 
 
Isolando o termo Tb 
 
- Calculando o termo Ta 
 
- Calculando o termo Tb 
 
- Valor do Peso Utilizado. 
 
- Os valores calculados foram iguais aos medidos? 
Não, mais foram bem aproximados. 
 Esquema Vetorial 
 
- Resultante Horizontal: 
 
- Resultante Vertical: 
 
- Cálculo das trações T A e T B aplicando uma condição de equilíbrio. 
 
 
EQUILÍBRIO DE UM CORPO RÍGIDO 
 
Corpos Rígidos é o conjunto de partículas agrupadas de forma que a 
distância entre as partes que constituem o corpo ou o sistema não sofram 
mudança, ou seja, essas partículas não se alteram para um referencial fixado no 
próprio corpo. O corpo rígido executa os movimentos de rotação, translação ou 
os dois de forma combinada. 
Rotação: a observação do movimento da força aplicada ao corpo, como 
um pião rodando. 
Translação: é o movimento provocado por forças externas que agem 
sobre o corpo rígido. 
Equilíbrio estático 
É uma definição baseada no repouso, ou seja, na relação de determinado 
referencial externo, quando nenhuma partícula que o constitui se move em 
relação a um dado referencial. Em relação a esse mesmo referencial, caso as 
partículas apresentem movimento, o corpo rígido estará então em Equilíbrio 
dinâmico. 
As situações de equilíbrio sempre dependerão do referencial adotado, 
isso porque o estudo de um equilíbrio depende do outro. 
Momento de uma força 
Pode-se definir como: módulo do momento da força como o produto do 
módulo da força pela distância.Sua representação matemática é 
Onde: 
 
M = momento ou torque de uma força 
F = Força 
d = distância 
Equilíbrio de Corpo Rígidos 
O equilíbrio nos corpos rígidos acontece quando duas situações forem 
satisfeitas: 
1. Quando a força resultante que atua sobre o corpo for nula; 
2. Quando a soma dos momentos das forças que atuam sobre o corpo em 
relação a qualquer ponto for nula. 
Centro de Gravidade do corpo rígido 
É o ponto de aplicação do peso no corpo. Acontece como se todo o corpo 
estivesse ali concentrado. Em corpos homogêneos, a massa é distribuída de 
forma uniforme, e desde que o campo gravitacional seja também uniforme, o 
peso também será. 
Experimento 
Material necessário 
Qtde Descrição 
04 Massas aferidas 50g com gancho 
01 Tripés tipo estrela com manípulo 
01 Fixadores metálico com manípulo 
01 Carretel de linha 
01 Dinamômetros 5N 
01 Hastes fêmeas 405 mm 
01 Travessão de aço para Momento 
Estático 
 
Após o sistema ficar em equilíbrio, foram anotadas as distancias e os 
pesos das massas aferidas utilizas para se obter o momento de equilíbrio.Algumas questões foram resolvidas a partir do esquema e ao final foi possível 
comparar valores obtidos. 
No experimento a apostila sugeria um momento de equilíbrio invalido pois 
não conseguiu se equilibrar os pesos conforme a ilustração então utilizamos 
novos valores conforme mostra a figura 01. 
Fig.01 corpo em equilibrio com pesos em f1 e f 2 
 
Fonte: Manual de instruções e guia de Experimentos 
 
Resultados obtidos 
-Peso do travessão com dinamômetro de 5N. 
𝑃𝑡= 1N 
Módulos dos pesos do sistema. 
𝑃1=1,5N 𝑃2=0,5N 
Distâncias dos pesos até o ponto A do travessão. 
AB= 5cm AC=5cm AD=5cm 
Aplicando as condições de equilíbrio para calcular o peso do travessão. 
 
Equação que permite calcular as condições de equilíbrio de um corpo rígido. 
 
Existe uma força de 3N aplicada pelo pendurador sobre o travessão, onde 
ocorre o equilíbrio da força para baixo igual a força para cima. 
Sobre os experimentos assim realizados no laboratório de matemática 
com a supervisão da professora regente podemos concluir que a partir destes 
experimentos foi possível observa claramente as condições de equilíbrio. Os 
cálculos realizados não chegaram aos valores esperados devido a erros de 
medição como por exemplo calibrar o dinamômetro corretamente algo meio 
impossível a olho nu. 
Foi bastante relevante trabalhar conceitos com uso de aparelhos físicos, 
onde proporciona ao acadêmico novas visões sobre o estudo facilitando a 
compreensão e estimulando a busca pelo conhecimento. 
 
Referências: 
Manual de Instruções e Guia de Experimentos- homelab.com.br 
VILLATE, Jaime E. Física1. Dinâmica: volume 1 . Porto: Creative Commons, 
2012. 57p., ISBN 978-972-99396-1-7. [2] 
A Força De Tração. Disponível em: <http://www.brasilescola.co m/fisica/a -
forca-tracao.htm>. Acesso em 08/10/2019. 
Como Calcular Tensão em Física. Disponível em: <http://pt. 
wikihow.com/Calcular -Tens%C3%A3o-em-F%C3%ADsica>. Acesso em 
08/10/2019 . 
Corpos Rígidos. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corpos-
rigidos.htm>acesso em 08/10/2019.