Relatório Física Experimental - Equilibrio

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRARIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMETOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL BÁSICA 
PRÁTICA 5: EQUILIBRIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bárbara Alves Chagas – 422217 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 de setembro de 2018, 08:00 – 11:00 
 Fortaleza – Ceará 
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 mesa; 
• Verificar as condições de equilíbrio; 
 
MATERIAL: 
(1º PARTE) 
• Massa aferida 100 g; 
• Estrutura de madeira; 
• Massa desconhecida; 
• Balança digital; 
• Transferidor montado em suporte; 
• Material para desenho (régua, esquadro e transferidor); 
 
(2º PARTE) 
• Massa aferida 50 g; 
• Dinamômetros de 2 N; 
• Estrutura de suporte; 
• Barra de 100 cm de comprimento; 
 
PROCEDIMENTO 
 
 Antes da prática iniciar, foi dada uma breve explicação a respeito do equilíbrio em 
um sistema de forças para podermos manusear corretamente o equipamento fornecido. 
(1º PARTE) 
 1. Primeiramente, por meio da balança digital, verificamos o peso (P1) no nó A à 
direita na estrutura de madeira; 
P1 100,3 gf 
 
 2. Em seguida, para determinar os T2 e T3, medimos os ângulos descritos e, usando 
5,0 cm, formamos um paralelogramo segundo as direções de T2 e T3. Reproduzimos uma 
geometria para cada nó (anexo) e, para determinar T4 e T5, construímos um 
paralelogramo, segundo suas direções e como diagonal a representação de uma força 
diretamente oposta a T2; 
T1 = 100,3 𝑔𝑓 → 5 𝑐𝑚 
 𝑥 → 2,4 𝑐𝑚 
T2 = 48,144 𝑔𝑓 
 T1 = 100,3 𝑔𝑓 → 5 𝑐𝑚 
 𝑥 → 6,4 𝑐𝑚 
T3 = 128,4 𝑔𝑓 
 
 3. Com o modulo de T5, determinamos o peso desconhecido (P𝑑); 
T2 = 48,144 𝑔𝑓 → 2,4 𝑐𝑚 
 𝑥 → 3,5 𝑐𝑚 
T5 = 70,21 𝑔𝑓 P𝑑 = T5 = 70,21 𝑔𝑓 
 
 4. Por fim, verificamos na balança digital o peso real do P𝑑 e calculamos a margem 
de erro; 
P𝑟𝑒𝑎𝑙 = 71,9 𝑔𝑓 
 
 
71,9 𝑔𝑓 → 100 
70,21 𝑔𝑓 → 𝑥 
𝑥 = 97,64 
Margem de Erro: 100% − 97,64% = 2,36% 
(2º PARTE) 
 1. Fizemos a montagem do equipamento, com os dinamômetros a 20cm das 
extremidades; 
 2. Determinamos o peso da barra a partir das leituras dos dinamômetros; 
P2 0,76 N 
 
 3. Fizemos a massa de 50g percorrer a barra de 10 em 10 centímetros, a partir do 
zero e obtivemos os seguintes valores das reações RA e RB. 
x (cm) 𝐑𝐀 (N) 𝐑𝐁 (N) 𝐑𝐀 + 𝐑𝐁 (N) 
0 cm 1,02 N 0,22 N 1,24 N 
10 cm 0,94 N 0,3 N 1,24 N 
20 cm 0,86 N 0,38 N 1,24 N 
30 cm 0,78 N 0,46 N 1,24 N 
40 cm 0,7 N 0,54 N 1,24 N 
50 cm 0,62 N 0,62 N 1,24 N 
60 cm 0,54 N 0,7 N 1,24 N 
70 cm 0,46 N 0,78 N 1,24 N 
80 cm 0,38 N 0,86 N 1,24 N 
90 cm 0,3 N 0,94 N 1,24 N 
100 cm 0,22 N 1,02 N 1,24 N 
 
 4. Traçamos em um mesmo gráfico as reações RA e RB em função da posição x. 
 
 5. No mesmo gráfico traçamos, também, os valores de RA + RB em função de x. 
 
 
 
QUESTIONÁRIO 
1. Qual o peso desconhecido obtido com a balança? Qual o valor obtido pelo método descrito na 
1º Parte dessa prática? Qual o erro percentual do valor experimental em relação ao obtido com a 
balança? 
 O peso obtido na balança foi 71,9 𝑔𝑓. Já o peso obtido por meio da prática foi 70,21 𝑔𝑓, logo 
o erro percentual é 2,36%. 
 
2. Some graficamente T1, T2 e T3. (use 5 cm para representar 100 gf) 
 
T1 = 100 𝑔𝑓 → 5 𝑐𝑚 
 𝑥 → 2,4 𝑐𝑚 
T2 = 48 𝑔𝑓 
 
 
T1 = 100 𝑔𝑓 → 5 𝑐𝑚 
 𝑥 → 6,4 𝑐𝑚 
T3 = 128 𝑔𝑓 
 
 
3. Qual o peso da régua (barra) usada na 2º parte? (Em N e em gf) 
 Medição nos dinamômetros: 0,76 N 
 0,0098 N → 1 𝑔𝑓 
 0,76 N → 𝑥 
 𝑥 = 77,5 𝑔𝑓 
 
4. Verifique, para os dados obtidos com peso na posição 30 cm sobre a régua se as condições de 
equilíbrio são satisfatórias. Comente os resultados. 
 RA + RB − P1 − P2 = 0 
 0,78 + 0,46 – 0,48 – 0,76 = 0 
 Como a soma de todas as forças externas foi nula e os somatórios de RA e RB se mantiveram 
iguais, podemos considerar que o experimento foi bem feito e as condições de equilíbrio são 
satisfatórias. 
 
5. Calcule os valores esperados para as reações RA e RB (em gf) medidas nos dinamômetros, para 
uma régua de 120 cm e 80 gf e um peso de 40 gf colocado sobre a régua na posição x = 100 cm. 
Considere que um dos dinamômetros foi colocado na posição 20 cm e o outro na posição 90 cm.
RA + RB − P1 − P2 = 0 
 RA + RB − 40 − 80 = 0 
 RB = 120 − RA 
RB = 120 − RA 
RB = 120 − 29,1 
RB = 90,9 
 
 P1x + P2
L
2
− RAxA − RBxB = 0 
40 ∙ 70 + 80 ∙
120
2
− RA ∙ 20 − (120 − RA) ∙ 90 = 
2800 + 4800 − 20RA − 10800 − 90RA = 
110RA = 3200 → RA = 29,1 
CONCLUSÃO 
Essa prática, aprimorou nossos conhecimentos a respeito de equilíbrio mecânico, 
e as condições satisfatórias para observa-lo. Aprendemos que sabendo o valor de uma 
massa conhecida, podemos determinar o peso de um corpo através de algumas técnicas 
de desenho que representam um sistema de forças junto a resolução desse sistema de 
forças. Apesar de o resultado obtido na prática não ser igual ao real, foi próximo e os 
cálculos indicam que está dentro da margem– erro percentual menor do que 10%. Essa 
diferença entre o valor experimental e o real pode ocorrer devido a erros de medição e ao 
fato de ser desconsiderado a massa do fio. 
Ademais, verificamos as condições de equilíbrio. Realizamos as medições das 
reações nos apoios de uma viga bi-apoiada, quando uma carga móvel se deslocava sobre 
a mesa; assim, por meio das somatórias de todas as forças externas e de todos os torques 
externos, entendemos que quando a força resultante é nula, o corpo está em equilíbrio. 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
[ 1 ] DIAS, N. L. Roteiro de Física Experimental Básica. Fortaleza-CE: UFC, 2018. 
 
[ 2 ] LIRA, J. C. L. – Equilíbrio Estático. InfoEscola. Disponível em: < https://www.inf 
oescola.com/fisica/equilibrio-estatico/ >. Acesso em: 28/09/2018. 
[ 3 ] CARLOS. Você sabe o que significa equilíbrio na física? Quebra Cabeça – Curso de 
Exatas – 2016. Disponível em: < http://www.quebracabeca.com/blog/voce-sabe-o-que-
significa-equilibrio-na-fisica/> Acesso em: 28/09/2018.