Roteiro da Exp Mesa de Forças

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3ª Experiência: Mesa de Força
Objetivo
	Determinar experimental e teoricamente o equilíbrio de um ponto material.
Introdução
	Da 2a Lei de Newton: “A aceleração de um corpo de massa m é proporcional a força resultante que sobre ele atua”, ou seja: 
A força resultante é a soma vetorial de todas as forças que atuam sobre o corpo:
O equilíbrio estático da partícula ou do ponto material ocorre se num sistema de forças concorrentes.
Neste caso, o equilíbrio é feito nas direções principais do sistema de referência: e 
Cada força tem as componentes: e 
y
F1
F2
F3
Eexp
Sistema de n forças concorrentes.
Todas as linhas de ação têm um único ponto de intersecção.
x
Figura 1: As quatro forças: F1, F2, F3 e a equilibrante E 
Para três forças concorrentes que se equilibram pode-se aplicar a Lei dos Senos e o Teorema dos Cossenos.
Neste caso, E é o ângulo oposto a Equilibrante, ou seja, E é o ângulo entre as forças G1 e G2
= 
Procedimento Experimental
1ª parte: Determinação da equilibrante e da resultante de um sistema de forças.
· Monte a mesa (Figura 2) com as forças , e . Use a balança para determinar as forças.
Figura 2: Arranjo experimental usado para estudar o equilíbrio de um ponto.
· Posicione o dinamômetro de modo que o sistema fique equilibrado. Neste momento o centro do anel e do pino coincidirão.
· Veja no diagrama acima as forças , e , colocadas na mesa e a equilibrante experimental do sistema.
· Anote o valor indicado pelo dinamômetro.
 (  ) gf E = 
Usando o método da decomposição vetorial, calcule a força equilibrante teórica e o respectivo ângulo E Preencha a tabela à seguir.
Tabela 1: Dados para o cálculo da força resultante teórica e de sua equilibrante.
	FORÇA ( gf )
	 ( o )
	
	
	
	
	
	
 gf E teo = 
· Compare os valores dos módulos da força equilibrante teórica e experimental através do erro percentual. E% =
2ª parte: Estudo da variação da resultante em função do ângulo α formado entre as forças e que compõem o sistema.
· Monte o sistema usando as forças abaixo indicadas e os ângulos E apresentados na Tabela 2.
	 = 200 gf	 e = 200 gf
	
Figura 3: Arranjo Experimental usado para estudar a variação da força resultante em função do ângulo α.
· Para cada ângulo, posicione o dinamômetro de tal maneira que o sistema fique em equilíbrio e anote o valor da equilibrante experimentalindicada no dinamômetro. 
· Para cada valor de E calcule a força resultante teórica através do Teorema dos cossenos e preencha a Tabela 2.
· Calcule o erro percentual entre as resultantes teórica e experimental. 
Tabela 2: Cálculos das Forças Teórica e Experimental para diferentes ângulos.
	α
	( )
	( )
	E%
	30o
	
	
	
	45o
	
	
	
	60o
	
	
	
	90o
	
	
	
	180o
	
	
	
Conclusão
3
å
=
=
+
+
+
+
+
=
n
1
i
i
n
4
3
2
1
R
F
F
...
F
F
F
F
F
r
r
r
r
r
r
r
0
F
R
r
r
=
a
m
F
R
r
r
×
=
R
F
r