relatorio 5 fisica exp - julio e vitoria

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Universidade Federal do Oeste da Bahia
Relatório de Física Experimental:
Equilíbrio Estático
Docente: Wanisson Santana
Discentes: 
Júlio Alves da Silva Neto,
Vitória Dourado Barbosa 
 Barreiras-BA
Figura 1 Foto da Mesa de Forças.	3
Figura 2 Gráfico Fr x ϴ	7
Tabela 1 Dados experimentais	4
Tabela 2 Valores calculados para a Força exercida pelo ganho 3.	5
Tabela 3 Valores calculados para as Forças exercidas pelos ganchos 1 e 2.	5
Tabela 4 Valores das Forças resultantes entre as Forças 1 e 2.	5
Tabela 5 Valores para plotagem dos pontos do gráfico.	5
Tabela 6 Valores utilizados na construção da Reta de ajuste Linear.	6
Objetivos:
O objetivo da pratica realizada no laboratório de física experimental, foi verificar o princípio de superposição numa configuração em equilíbrio e verificar a dependência da força resultante com o ângulo entre forças coplanares.
Resumo:
Neste trabalho desejou-se verificar a dependência da Força resultante com o ângulo entre as Forças coplanares e o princípio da superposição em uma configuração de equilíbrio. Para isso executou-se um experimento utilizando a Mesa de Forças, de modo a manter constantes, as Forças exercidas por 2 fios, mudando-se o ângulo entre eles e a Força exercida pelo terceiro fio. Assim foi possível calcular a Força resultante provocada pelos 2 primeiros fios através do princípio de superposição e da segunda lei de Newton, calcular a Força exercida pelo terceiro fio e verificar se elas se anulam para manter o sistema em equilíbrio. 
 Introdução Teórica:
O Princípio Fundamental da Dinâmica, mais conhecido com a segunda lei de Newton, estabelece um princípio de superposição das forças atuantes sobre um corpo, de forma que seja produzido uma aceleração no movimento dele. Portanto para a soma entre duas forças coplanares, cabe-se a utilização da Equação 1 (Halliday & Resnick 2012).
(Equação 1)
Onde:
Fr = Força Resultante
Fn = Força n
Figura 1 Foto da Mesa de Forças.
Procedimento Experimental:
Neste experimento utilizou-se a Mesa de Forças, distribuindo-se as massas entre os 3 ganchos de forma a ser mantida o equilíbrio do sistema (Figura 1), ficando dispostos inicialmente assim: 2 ganchos (ganchos 1 e 2) com 0,150kg e 1 gancho (gancho 3) com 0,100kg, sendo um ângulo de 140º formado entre as cordinhas dos dois ganchos com as massas iguais. Após o preparo do experimento, iniciou-se o procedimento experimental, adicionando-se 0,050 kg ao gancho 3, o que desequilibrava o sistema, em seguida ajustou-se o ângulo entre as cordas dos ganchos 1 e 2 até que o equilíbrio fosse recuperado (o nó entre as três cordas ficasse no centro da mesa). Repetiu-se este procedimento até a obtenção de 5 ajustes, anotando-se os valores de massa adicionados ao gancho 3 e os ângulos que equilibravam o sistema. Os dados coletados estão dispostos na Tabela 1.
Resultados e Discussão:
Tabela 1 Dados experimentais
	Medidas
	m (kg)
	ϴ
	1ª
	0.100
	140
	2ª
	0.150
	120
	3ª
	0.200
	96
	4ª
	0.250
	80
	5ª
	0.300
	48
Para calcular a Força que o gancho 3 exercia no sistema utilizou-se a Equação 2, obtendo-se os valores da Tabela 2:
(Equação 2)
Onde
g = aceleração da gravidade
P = Força peso
m = massa
Tabela 2 Valores calculados para a Força exercida pelo ganho 3.
	F3 (N)
	0.980
	1.470
	1.960
	2.450
	2.940
Calculou-se também a Força exercida pelos ganchos 1 e 2, através da Equação 2, obtendo-se os valores da Tabela 3.
Tabela 3 Valores calculados para as Forças exercidas pelos ganchos 1 e 2.
	F1 (N)
	1.470
	F2 (N)
	1.470
Por fim, obteve-se os valores das forças resultantes (Fr) entre as forças coplanares F1 e F2, através da Equação 1, para cada ângulo ajustado. Obtendo-se os dados da Tabela 4.
Tabela 4 Valores das Forças resultantes entre as Forças 1 e 2.
	Fr
	1.011
	2.161
	3.870
	5.072
	7.214
Para a plotagem do gráfico “Fr x cos ϴ” (Figura 2), utilizou-se os valores da Tabela 5, adotando-se o erro do instrumento para construção da barra de erros. Para a construção da reta de ajuste linear utilizou-se os valores da Tabela 6, pois estes valores foram calculados diretamente com a aceleração da gravidade (sugerida por Halliday & Resnick 2012) e com os valores das massas dos discos que foram acoplados ao gancho 3, sendo, portanto, dados fornecidos e não medidos. Já os valores da Fr foram calculados por dados medidos e por isso foram utilizados para plotar os pontos do gráfico (Figura 2).
Tabela 5 Valores para plotagem dos pontos do gráfico.
	Gáfico Fr x cos ϴ
	cos ϴ
	Fr
	-0.766
	1.011
	-0.500
	2.161
	-0.104
	3.870
	0.174
	5.072
	0.669
	7.214
Tabela 6 Valores utilizados na construção da Reta de ajuste Linear.
	Gáfico Fr x cos ϴ
	cos ϴ
	F3
	-0.766
	0.980
	-0.500
	1.470
	-0.104
	1.960
	0.174
	2.450
	0.669
	2.940
Ao analisar a o gráfico (Figura 2) verificou-se que o único ponto plotado que comporta a reta de ajuste, foi o primeiro. 
Ao comparar os valores obtidos para a Fr (Tabela 4) e para a F3 (Tabela 2), notou-se que os valores obtidos para a Fr eram maiores que os calculados para a F3, quando deveriam ser iguais, para que a aceleração resultante do sistema fosse nula. 
Ao comparar as Tabelas 1 e 4, nota-se uma tendência, que ao ser diminuído o ângulo entre a F1 e F2, a Força resultante (Fr) amentava.
Figura 2 Gráfico Fr x ϴ
Conclusão:
Através dos dados apresentados anteriormente e das discussões levantadas acerca destes dados, podemos concluir que os valores obtidos para as Forças resultantes (Fr), não foram satisfatórios, com exceção da primeira media, que foi a do preparo do experimento, tendo em vista que foi a única que comportou a reta do ajuste linear dentro da barra de erro.
Ao comparar as Tabelas 1 e 4 foi possível notar a dependência da Força Resultante (Fr) com o ângulo entre as Forças coplanares, de modo que essa dependência se configura como inversamente proporcional. 
A diferença notada ao se comparar os valores obtidos para a Força 3 (F3) e a Força Resultante (Fr), pode ser atribuída tanto ao atrito provocada pelas roldanas, como também à escassez de dados para um tratamento estatístico, já que foram feitas medidas únicas para cada configuração de ângulo e distribuição de massas. Deste modo não foi possível verificar o princípio de superposição.
Portanto, para a obtenção de melhores resultados para este experimento, sugere-se que seja levando em consideração a massa das roldanas, o atrito que elas provocam, que sejam feitas mais medidas para a obtenção dos desvios ou até mesmo para uma propagação de erros e por fim que sejam verificados em balança analítica, as massas dos discos de pesos, de forma a se obter um número de medidas de massa em que se possa fazer o tratamento estatístico.
Referencias Bibliográficas: 
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 2. 6. ed. Rio de Janeiro, RJ 2006.