EQUILÍBRIO-SISTEMAS DE FORÇAS-RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL

Prévia do material em texto

FORTALEZA-CE 
2019.1 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO PRÁTICA 05 
EQUILÍBRIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNO (A): ALICE BARROS FREIRE 
TURMA: 15A DATA: 21/05/2019 HORÁRIO:14H ÀS 16H 
CURSO: ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS 
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA 
PROFESSORA: DÉBORA TORRES 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 OBJETIVOS............................................................................................03 
2 MATERIAIS............................................................................................04 
3 INTRODUÇÃO........................................................................................05 
4 PROCEDIMENTO...................................................................................06 
5 QUESTIONÁRIO....................................................................................09 
6 CONCLUSÃO..........................................................................................12 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. OBJETIVOS 
 Determinar o peso de um corpo por meio 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 mesma; 
 Verificar as condições de equilíbrio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. MATERIAIS 
1° Parte 
 Massa aferida 100g; 
 Estrutura de madeira; 
 Massa desconhecida; 
 Balança digital; 
 Transferidor montado em suporte; 
 Material para desenho (papel, régua, esquadro e transferidor). 
2° Parte 
 Massa aferida de 50g; 
 Dinamômetros de 2 N (dois); 
 Estrutura de suporte; 
 Barra de 100 cm de comprimento. 
 
 
 
 
 
5 
 
 
3. INTRODUÇÃO 
 Fundamentos parte 1 
Segundo a primeira lei de Newton, a condição para que uma partícula 
encontre-se em equilíbrio é de que a soma das forças resultantes atuantes 
sobre a partícula seja nula, ou seja, a adição das forças deve ser zero. 
Uma linha de ação de uma força é a reta que possui a força. Caso as linhas 
de ação das forças que atuam em corpo extenso concorrerem em um único 
ponto, será aplicada a mesma condição de equilíbrio, como se as forças 
tivessem sido aplicadas em um mesmo ponto de intersecção das linhas de 
ação. Se a resultante das forças forem nulas, então o corpo apresenta-se em 
equilíbrio. 
 
Fonte: https://www.ebah.com.br/content/ABAAAggwYAG 
 
 Fundamentos parte 2 
Equilíbrio de um corpo rígido, condições: 
1. É necessário que seja nula a soma vetorial de todas as forças externas 
que atuam sobre o corpo; 
2. Seja nula a soma vetorial de todos os torques externos que atuam 
sobre o corpo. 
 
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/1596263 
As equações finais seriam as 
seguintes: 
 
∑Mr =0 
∑Fr =0 
 
 
https://www.ebah.com.br/content/ABAAAggwYAG
6 
 
 
4. PROCEDIMENTO 
 
4.1 1° PARTE DO PROCEDIMENTO 
Com o auxílio de um transferidor, os alunos mediram os ângulos que as 
cordas faziam no eixo horizontal. Em seguida desenharam as forças usando 
uma régua, P1 com 5 centímetros (cm) sendo representado. Logo após 
isso usaram a regra do paralelogramo para que pudessem determinar os 
valores da tração. 
P1=101gf 
 
7 
 
 
4.2 Em seguida, os alunos descobriram o valor em cm do P2. 
P1 = 100 gf 
 5cm--------P1 
 4,1cm-----P2 
 
 5cm--------101gf 
 4,1cm------P2 
 P2=82,82gf 
A massa obtida foi apresentada à professora e a mesma após avaliar 
considerou viável a resposta obtida, uma vez que a margem de erros 
aproxima-se de 10% 
 
4.3 2° PARTE DO PROCEDIMENTO 
 
Os alunos verificaram se os dinamômetros estavam devidamente 
calibrados. Logo após foi colocada uma barra entre os dinamômetros, a 
barra media 100cm, portanto os dinamômetros deveria ter uma distância de 
20cm das extremidades da barra, ou seja, um deveria está marcado no 
ponto de 20cm e o outro no ponto 80cm. O peso da barra utilizando a 
leitura do dinamômetro foi de P = 1,52 N. 
Em seguida utilizando um peso de 50g, os alunos coloram o mesmo em 
cima da barra e foi solicitado que os estudantes registrassem a leitura 
apresentada nos dinamômetros conforme o peso era deslocado para prontos 
diferentes. Segue a tabela de leitura dos dinamômetros para uma melhor 
entendimento sobre a questão: 
X (cm) RA (N) RB (N) RA+RB (N) 
0 0,84 1,64 2,48 
20 1 1,48 2,48 
40 1,16 1,32 2,48 
50 1,24 1,24 2,48 
60 1,32 1,16 2,48 
80 1,48 1 2,48 
100 1,64 0,84 2,48 
8 
 
 
4.4 Trace, em um mesmo gráfico, as reações RA e RB em função da 
posição de x (cm) 
 
 
 4.5 No mesmo gráfico, trace os valores de RA + RB em função de x; 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
 
5. QUESTIONÁRIO 
 
Questão 1- Qual o peso desconhecido obtido com a balança? Qual o 
valor obtido pelo método descrito na 1° parte desta prática? Qual o erro 
percentual do valor experimental em relação ao obtido com a balança? 
 
O peso desconhecido era de 72,2gf 
O peso obtido foi de 82,82gf 
 
O erro percentual é de: 
|72,2-82,82| x100%= 14,70% 
 72,2 
 
Questão 2- Some graficamente T1, T2, T3 (use 5,0 cm para representar 
100 gf). 
 T1+T2+T3=0 
Questão 3- Qual o peso da régua (barra) utilizada na 2a Parte? Em N e em 
gF. 
 
Peso da barra em N=1,52 Peso da barra em gf= 152 
 
Questão 4- Verifique, para os dados obtidos com o peso na posição 80 cm 
sobre a régua, se as condições de equilíbrio são satisfeitas (equações 5.1 e 
5.2). Comente os resultados. 
Eq 5.1 RA+RB-P1-P2=0 
Eq 5.2 P1. x+ P2. L-RAxA-RBxB 
10 
 
 
 2 
1,48+1-0,5-1,52=0,47 
 
(0,5*0,8)+(1,51*0,5)-(1,48*0,2)-(1*0,80)=0,059 
 
O resultado foi bem próximo de zero, portanto pode-se considerar que o 
corpo/sistema estava em equilíbrio. 
 
Questão 5- Calcule os valores esperados para as reações RA e RB (em gf) 
medidas nos dinamômetros, para uma régua de 140 cm e 120 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 100 
cm. 
Eq 5.1 RA+RB-P1-P2=0 
Eq 5.2 P1. x+ P2. L-RAxA-RBxB 
 
RA+RB=120+40 
RA+RB=160 
RB=160-RA 
 
(40*1)+(120*1,4/2)-(RA*0,2)-(RB*1)=0 
40+84-RA0,2-RB=0 
124-0,2RA-RB=0 
0,2RA+RB=124 
0,2RA+160-RA=124 
-0,8RA=-36 
RA=4,5 
 
RA+RB=160 
4,5+RB=160 
RB=155,5 
 
 
 
 
 
 
11 
 
 
 
6. CONCLUSÃO 
Com essa prática pôde-se observar como a física realmente está presente no 
mundo, que sua parte teórica diariamente é comprovada em diversas ações 
realizadas ou pelo ser humano ou pela natureza. As falhas realizadas nessa 
prática é algo aceitável, pois não foi de grande significância, isso ocorre 
principalmente por erro humano, seja por falta de calibragem ou manuseio 
defeituoso. No entanto, os resultados obtidos pelos alunos foram 
satisfatórios, sem grandes disparidades com a realidade. Por fim, é 
importante destacar o conhecimento adquirido pelos estudantes, podendo 
observar a partir de agora as situações de formas distintas com um olhar 
físico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 Dias, N. L. Roteiros de Aulas Práticas de Física. Edição 2019 
 
 Equilíbrio de uma partícula. Disponível em: 
<http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=2
5170> 
Acessados em 02 de junho de 2019, às 21:40 
 
 Equilíbrio de um corpo rígido. Disponível em: 
<https://slideplayer.com.br/slide/1596263/>Acessado dia 02 de junho de 2019, às 22:30