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Física Experimental Para Ciências Agrárias
Equilíbrio de Corpos Rígidos
Data: 18 de março de 2021
Professor (a): Alessandra Ferreira Turma: 02A Grupo: 10
Experimentalistas: Júlio César Alves de Souza, Lucas de Araujo Oliveira e Stefanie
Gomes Louzeiro de Miranda
Objetivo
O objetivo deste experimento é que, através dos materiais a serem utilizados,
possamos observar de forma prática como funciona o equilíbrio de corpos rígidos,
entendo então as condições necessárias para tal acontecimento, e através de
observações encontrarmos tais pontos e condições necessárias para equilíbrio e por
fim, realizando as demonstrações na forma prática possamos calcular os dados
obtidos, tornando então as demonstrações exemplos de equilíbrio de corpos.
Introdução
Neste experimento estudaremos o conceito de equilíbrio de um corpo rígido.
Podemos dizer que quando um corpo rígido, aquele que é absolutamente
indeformável se encontra em repouso, em relação a certo referente, ele está em
equilíbrio estático, ou seja, as suas partículas devem estar paradas ou em
movimento retilíneo com velocidade estável. Para isso o objeto não deve estar
acelerado e nem girando, se a resultante das forças e a soma dos momentos das
forças, ou torques forem iguais a zero, então podemos afirmar que o corpo está em
equilíbrio. As condições de equilíbrio estático possuem inúmeras aplicações, como
por exemplo, guindastes, elevadores ou pontes suspensas, para que seus
respectivos cabos sustentem suas cargas com o mínimo de segurança necessária
para as suas utilizações.
F – Força
FX – Componente x das forças
Fy – componente y das forças
Fz – componente z das forças
Na figura podemos observar que a soma das forças e a soma dos momentos
das forças, ou torques em cada direção devem ser iguais a zero, para que o corpo
rígido esteja em equilíbrio estático.
Materiais
● Uma régua de 30 cm
● moedas com massas conhecidas (usamos de 5 centavos)
Procedimentos
1. Coloque a régua sobre dois dedos indicadores, como mostra a imagem
abaixo:
2. Deslize os dedos que estão nas extremidades, trazendo-os juntos para o
centro da régua, como na imagem abaixo:
3. Os dedos irão se encontrar no centro da régua.
4. Agora coloque uma moeda em uma das extremidades. Equilibre o sistema
deslizando os dedos, como mostra a imagem abaixo. Agora o ponto de
equilíbrio irá mover-se para a direção da moeda. Anote a nova posição de
equilíbrio:
Posição nova de equilíbrio: 13 cm
5. Adicione mais uma moeda e encontre a nova posição de equilíbrio:
Posição nova de equilíbrio: 5 cm
6. O Peso é dado por: , onde é o número de moedas:𝑃 = 𝑛 × 𝑚 × 𝑔 𝑛
Número de
Moedas
Peso Moedas (N) Posição de
equilíbrio (M)
1 (40±1).10-³ (130 .10-³± 0, 5)
2 (80±2).10-³ (50 ).10-³± 0, 5
3 (120±3).10-³ (50 ).10-³± 0, 5
4 (160±4).10-³ (50 ).10-³± 0, 5
5 (200±5). 10-³ (50 ).10-³± 0, 5
7. Experimente com cinco configurações diferentes, ou seja, com diferentes
moedas em ambos os lados da régua. Em cada configuração, calcule o
torque produzido por cada extremidade em relação ao ponto de equilíbrio,
que é dado por: eτ = (𝑃
1
± ∆𝑃
1
) × (𝐿
1
± ∆𝐿
1
)
, e então inserir os dados e resultados naτ = (𝑃
2
± ∆𝑃
2
) × (𝐿
2
± ∆𝐿
2
)
tabela:
P1(N) L1(N) T1(N.m) P2
(N)
L2(N) T2(N.m) Tt (Nm)
40 0,13 (5,2 0,15)10-³± 80 0,05 (0,4 )10-³± 0, 54 (4,8 ).10-³± 0, 39
80 0,05 (0,4 0,54)10-³± 120 0,05 (6 )10-³± 0, 56 (-5,6 ).10-³± 0, 2
120 0,05 (6 0,56).10-³± 160 0,06 (9,6 10-³± 0, 86) (-3,6 ).10-³± 0, 3
160 0,15 (24 10-³± 0, 94) 200 0,15 (30 )10-³± 1, 15 (12,8 .10-³± 0, 94)
200 0.01 (18 1,09).10-³± 40 0,14 (5,2 )10-³± 0, 15 (-6 ).10-³± 0, 21
Percebe-se que no torque final, as somas em cada caso não deram 0, que é uma
das condições para o equilíbrio de corpos. Isso se dá pelo fato de que no nosso
experimento, certas condições que atuam no sistema foram desconsideradas e a
soma dos torques estão dentro da margem de erro que foi calculada por nós.
Conclusão
Para aplicação das leis de Newton foi realizada a análise de forças para
determinar a força resultante de cada alteração. Referente ao experimento realizado,
a precisão foi comprovada pois as condições para se manter um corpo em equilíbrio
foram atendidas. Concluímos que após obtidos os valores foi possível através de
cálculos provar os conceitos de equilíbrio a partir de materiais simples como moedas
e uma régua conseguimos dados de maneira notável, demonstrando que com um
exemplo comum podemos praticar o conhecimento instruído em aula. Desse modo
conseguimos absorver os aprendizados sobre os assuntos abordados,
descomplicando situações futuras comuns ou técnicas, agregando primazia ao
currículo do profissional.
Referências Bibliográficas
Adriane Schelin, IFUnB, Torques e Equilíbrio de corpos rígidos, PDF,
aprender3.unb.br