Equilíbrio de Corpos Rígidos

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Relatório Estática 
Física 1 
 
 
 
 
 
 
 
Brasília, novembro de 2020 
Alunos RA 
Gabriel Davi 22002850 
Guilherme de Souza 22001089 
Kennedy Ribeiro 22001285 
Pedro Henrique 22000924 
Estática 
 
Resumo: Nesse experimento iremos explorar o equilíbrio de corpos rígidos. Para esse 
experimento é importante considerar duas condições, a primeira diz respeito ao 
equilíbrio de forças, em outras palavras, para haver equilíbrio é necessário que o 
somatório de forças atuantes no corpo seja nulo. A segunda condição diz respeito ao 
equilíbrio de momento, em outras palavras, o somatório dos momentos também deve 
ser nulo. 
Introdução 
 
 A estática é uma parte da física, que é o resultado do estudo de objetos sob a ação 
da força que estão em equilíbrio. O conceito de equilíbrio surge da primeira lei de 
Newton que determina que a força resultante de forças externas agindo sobre o objeto 
é zero, ou seja, o corpo permanece estacionário ou se move a uma velocidade 
constante. Quando o corpo está em repouso, está em estado de equilíbrio estático. 
Quando está em movimento constante, diz-se que está em equilíbrio dinâmico. 
Matematicamente, estas condições resultam nas seguintes equações: 
 
M= F x d, onde M= massa, F = força, d = distância 
 
 FX = 0 (somatório das forças na direção X = 0) 
 FY = 0 (somatório das forças na direção Y = 0) 
𝑀 = 0 (somatório dos momentos das forças = 0) 
 
 Neste caso, as duas primeiras equações garantem que o corpo está em repouso, 
equilibrado estaticamente e não será relativo a nenhum eixo de translação (X ou Y). A 
terceira equação envolve o momento de força e garante que não haja giro movimento 
em torno de certos eixos. 
 Além das equações acima, iremos utilizar o experimento da balança de prato para 
aplicar essa teoria de equilíbrio estático na prática. 
 
 
 
Procedimento Experimental 
 
Descrição do material utilizado: 
 O experimento foi realizado no laboratório virtual, através do link a seguir: 
https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/23/5fc2cc01ea7a4.html 
 Nesse experimento vamos utilizar uma balança de prato, posicionada sobre uma 
bancada e 4 corpos de prova. 
Balança de prato: Utilizado para medir a massa do corpo de prova. 
Na balança de prato, temos um prato, contrapeso, pivô central. 
 
 
 
Em prática, vamos passo a passo: 
1º passo: Anotamos a distância do centro do prato para o eixo de rotação, na qual 
obtivemos a medida de 14,5cm. 
2º passo: Anotamos o valor da massa do prato de 200g e anotamos a massa do 
contrapeso de 500g. 
3º passo: Posicionamos o maior corpo de prova na balança. 
 
 
 
 
4º passo: Ajustamos o contrapeso e encontramos o equilíbrio da balança com o maior 
corpo de prova. Utilizando a visão frontal, deslocamos o contrapeso até encontrarmos 
o equilíbrio, na medida de 10,1cm onde a haste ficou alinhada. 
 
5º passo: Retiramos o peso da balança. 
6º passo: Repetimos o experimento com os outros pesos disponíveis na bancada. 
 
Resultados e discussão 
 Utilizando as equações dispostas na introdução, calculamos a massa do corpo rígido 
posicionado na balança, obtivemos os seguintes resultados: 
Peso 1 (Maior peso) → Distância do contrapeso ao eixo igual a 10,1 cm ou 0,101 m. 
Mcp (Contrapeso) = F x d 
Mcp (Contrapeso) = 5 x 0,101 
Mcp = 0,505 Nm 
Para equilibro Mcp = M1 
M1 = F x d 
0,505 = F x 0,145 
F = 0,505/0,145 +/ - 3,45 N – 2N (Prato) +/- 1,48 N 
1,48 N / 10 (aceleração) = 0,148 Kg 
M1= 148 g 
Peso 2 (2º maior peso) → Distância do contrapeso ao eixo igual a 8,7 cm ou 0,087 m. 
Mcp (Contrapeso) = F x d 
Mcp (Contrapeso) = 5 x 0,087 
Mcp = 0,435 Nm 
Para equilibro Mcp = M2 
M2 = F x d 
0,435 = F x 0,145 
F = 0,435/0,145 +/- 3 N – 2N (Prato) +/- 1 N 
1 N / 10 (aceleração) = 0,100 Kg 
M2 = 100 g 
Peso 3 (3º maior peso) → Distância do contrapeso ao eixo igual a 7,8 cm = 0,078 m 
Mcp (Contrapeso) = F x d 
Mcp (Contrapeso) = 5 x 0,078 
Mcp = 0,390 Nm 
Para equilibro Mcp = M3 
M3 = F x d 
0,390 = F x 0,145 
F = 0,390/0,145 +/- 2,69 N – 2N (Prato) +/- 0,69 N 
0,69 N / 10 (aceleração) = 0,069 Kg 
M3= 69 g 
Peso 4 (Menor peso) → Distância do contrapeso ao eixo = 7,2 cm = 0,072 m 
Mcp (Contrapeso) = F x d 
Mcp (Contrapeso) = 5 x 0,072 
Mcp = 0,360 Nm 
Para equilibro Mcp = M4 
M4 = F x d 
0,360 = F x 0,145 
F = 0,360/0,145 +/- 2,48 N – 2N (Prato) +/- 0,48 N 
0,48 N / 10 (aceleração) = 0,048 Kg 
M4 = 48 g 
 
 
 
 Após repetimos o experimento obtivemos a seguinte relação entre o peso do corpo 
posicionado no prato da balança e a distância do contrapeso ao pivô: 
Quando o contrapeso é mais leve do que o peso medido, a distância do contrapeso até 
o eixo de rotação é mais distante. Quando o contrapeso é mais pesado do que o peso 
medido, a distância do contrapeso até o eixo de rotação é mais curta. 
 
Conclusão 
 Através deste experimento, conseguimos comprovar o conceito de equilíbrio, dado 
pela primeira lei de newton, quando um corpo tende a permanecer em repouso caso a 
resultante das forças que agem sobre ele seja nula. Observando o experimento 
afirmamos essa teoria, a soma da massa do prato e a massa do corpo rígido quando se 
iguala com a massa do contrapeso obtém o equilíbrio da haste. 
 
Referência 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/equilibrio-estatico.htm 
https://www.todamateria.com.br/equilibrio-estatico-e-dinamico/