Plano Inclinado - Decompisão de Forças

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Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA
Campus Pau dos Ferros
Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia
2ª Experiência: O Plano Inclinado – Decomposição de Forças
 
 
 João Paulo de Souza Pereira
Luiz Augusto Galdino Melo
Mileno Alexandre Barbosa Epifânio
Prof. Hidalyn Theodory Clemente Mattos de Souza
Disciplina: Laboratório de Mecânica Clássica
Pau dos Ferros - RN
2018
JOÃO PAULO DE SOUZA PEREIRA
LUIZ AUGUSTO GALDINO MELO
MILENO ALEXANDRE BARBOSA EPIFÂNIO
 O PLANO INCLINADO – DECOMPOSIÇÃO DE FORÇAS
Relatório do experimento realizado no laboratório de mecânica da UFERSA – Universidade Federal do Semi-Árido, submetido como requisito parcial para a avaliação da disciplina de Laboratório de Mecânica Clássica.
Prof. Hidalyn Theodory Clemente Mattos de Souza
PAU DOS FERROS-RN
2018
SUMÁRIO
1. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 4
2. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 4 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................ 4
4. MATERIAIS UTILIZADOS ................................................................................................ 5
5. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ............................................................................ 5
6. RESULTADO E DISCUSSÃO ........................................................................................... 5
7. CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 9
8. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................ 10 9. ANEXOS ............................................................................................................................ 11
1. OBJETIVOS
Identificar as forças que atuam sobre o bloco em relação ao plano inclinado, levando em consideração o seu movimento de acordo com cada ângulo que foi posto e, com isso, determinar o coeficiente de atrito estático. 
2. INTRODUÇÃO
O plano inclinado é uma superfície plana inclinada que tem o intuito de reduzir a força aplicada para o deslocamento de um corpo em um determinado trajeto. Entretanto, este trajeto é prolongado, isto é, a distância com que o objeto será deslocado será maior. 
As pirâmides do Antigo Egito, por exemplo, acreditam-se que elas foram construídas utilizando o princípio do plano inclinado, isto é, com auxílio de rampas, em que facilitava o deslocamento dos blocos para serem adicionados até o topo da pirâmide. Assim, os egípcios não necessitariam exercer muita força para subir o bloco até o topo.
No que se refere a força, ao empurrar um objeto ou puxa-lo, está sendo exercido uma força sobre ele. Quando chuta - se uma bola, por exemplo, em direção ao gol ou até para cruzá-la para os companheiros de time, alguma força, por mais que tenha pouca intensidade, é aplicada sobre o corpo. Além disso, ao aplicar uma determinada força sobre um objeto, haverá sempre uma intensidade, uma direção e um sentido. Por esta razão, na física, as forças são denominadas como grandezas vetoriais.
Levando em consideração o princípio do plano inclinado, o mesmo tem proporcionado, por exemplo, os estudos relacionados aos movimentos dos corpos, sendo um sinônimo as pesquisas do britânico Isaac Newton.  
Isaac Newton (1643-1727), a princípio de informação, foi um cientista, filósofo, teólogo e figura pública que se destacou bastante por seus trabalhos relacionados a física e matemática, é creditado como o criador das três principais leis da mecânica clássica (PONTONE JUNIOR, 2001), sendo elas denominadas como lei da inércia, lei da dinâmica e o princípio da ação e reação.
Com isso, tem-se que o plano inclinado é um método que já havia sido utilizado há muito tempo e com base nos seus estudos, o mesmo proporcionou uma evolução gradativa nos estudos da Física. Além disso, a partir dessas evoluções, tornou-se possível identificar e realizar uma análise sobre as forças que eram aplicadas diante ao deslocamento do objeto em relação ao plano, o que até então não era possível. 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Segundo Aristóteles, um corpo só permanece em movimento se estiver atuando sobre ele uma força. Desse modo, ao empurrar ou puxar um objeto sobre um plano, o objeto entrará em movimento, porém ao parar de ser exercido uma força sobre ele, o mesmo irá parar de realizar este movimento. 
Com isso, Isaac Newton fundamenta a primeira Lei de Newton, isto é, a Lei da Inércia, a qual retrata que um corpo em repouso ou em movimento tende a permanecer em seu estado, ao não ser que uma força externa interfira no seu movimento. Além disso, ele também teorizou sua segunda lei, em que relata que a força resultante que age sobre um determinado corpo equivale ao produto da massa deste corpo por sua aceleração, isto é,
.
E, por fim, apresentou sua terceira lei, o Princípio da Ação e Reação, na qual retrata que quando um corpo é empurrado, por exemplo, com uma determinada força, haverá sempre uma força contrária a esta que terá a mesma intensidade. Com isso, para toda força de ação, haverá uma força de reação.
A partir disso, nota-se que quando um corpo é empurrado ou puxado, isto é, quando é exercido algum tipo de força sobre ele, tentando movimentá-lo, o copo, muitas vezes, apresenta dificuldades para se mover, devido uma força a qual é denominada de força de atrito.
Quando se tem um bloco posto em um plano com uma determinada inclinação, por exemplo, o bloco poderá se manter parado ou se mover sobre o plano, sentindo dificuldades em sua locomoção. Além disso, é possível decompor as forças as quais estão sendo aplicadas sobre ele e em relação ao plano como a força normal, sendo sempre ortogonal ao plano e a força peso que é a força de atração gravitacional, sendo ela perpendicular ao plano inclinado.
Fonte: ...
A força peso é decorrente de uma componente horizontal (Px) e outra componente vertical (Py). A componente horizontal é tangencial ao peso do corpo, enquanto que a tangente vertical é a componente normal do peso.
Fonte: ...
Sendo , e, com isso, .
Além disso, também é necessário levar em consideração o atrito presente no plano. Tendo em vista que neste experimento irá ser abordado somente o atrito estático, tem-se que o atrito estático é dado quando não há movimentação do corpo no plano. Desse modo, o atrito estático terá um limite máximo para que o corpo permaneça em repouso, em que é dado por:
.
Sendo que, se a e , o corpo entrará em movimento e, neste caso, o atrito cinético, isto é, a força contraída ao sentido do movimento se iniciará.
4. MATERIAIS UTILIZADOS
Os materiais utilizados foram todos disponibilizados pelo laboratório de mecânica clássica, sendo eles:
· Plano inclinado;
· Bloco de madeira;
· Dinamômetro;
5. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Inicialmente, o bloco de madeira foi pesado, obtendo um peso equivalente a 1,10 N. Logo em seguida, o bloco foi posto em cima do plano inclinado, com inclinações referentes a 0º, 10º, 20º e 30º. Diante as variações de graus, foi observado as mudanças de forças em relação ao bloco de acordo com cada variação, obtendo as seguintes mudanças:
	Ângulos (º)
	0º
	10º
	20º
	30º
	Forças (N)
	0
	0
	0
	0.22
Fonte: Autoria própria.
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
	
	0º
	10º
	20º
	30º
	x
	0
	0,19
	0,38
	0,55
	
	1,10
	1,08
	1,03
	0,95
	
	1,10
	1,10
	1,10
	1,10
	
	1,10
	1,08
	1,03
	0,95
	Fmola
	0
	0
	0
	0.22
	e
	
	
	
	
7. CONCLUSÃO
8. BIBLIOGRAFIA
9. ANEXOS
Plano Inclinado Fonte: Autoria Própria.
DinamômetroFonte: Autoria Própria.
 
Bloco de madeira Fonte: Autoria Própria.
Pesagem do bloco Fonte: Autoria Própria.
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