Relatório Experimento 7

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé 
	
	
	Curso: Engenharias 
	Disciplina: Física Experimental 
	Código: CCE0477 
 
	Turma: 3003 
 
	
	
	Professor (a): ROBSON FLORENTINO 
	Data de Realização: 05/11/2012 
	
	
	
	 	 	 	 	 	 
 
	 
 
	
 
Nome do Experimento: Mesa de Forças 
 
 
Objetivos: Ao final deste experimento o aluno deverá: 
Reconhecer que força é uma grandeza vetorial; • 	Decompor um vetor em suas componentes; 
Realizar a soma de um ou mais vetores. 
 
Introdução teórica: 
 
 A ideia de força é bastante relacionada com a experiência diária de qualquer pessoa. Sempre que puxamos 
ou empurramos um objeto, dizemos que estamos fazendo uma força sobre ele. 
 
Imagine que uma pessoa lhe informe que exerceu sobre uma mola seu esforço muscular, deformando-a. Apenas com esta informação, você não pode fazer ideia de como foi essa deformação, pois o esforço pode ter sido feito inclinadamente, verticalmente ou horizontalmente. Se ela acrescentasse que o esforço foi feito na vertical, ainda sim você poderia ficar na dúvida se o esforço foi dirigido para baixo ou para cima. Assim, você só pode ter uma ideia completa da força se a pessoa lhe fornecer as seguintes informações: 
Intensidade ou Módulo da força; 
Direção da força, isto é, a reta ao longo da qual ela atua; 
Sentido da força, esclarecendo se o esforço foi feito para um lado ou para o outro da reta considerada. 
 
Sendo fornecidas estas características, módulo, direção e sentido, a força fica completamente conhecida. 
 
A força faz parte de um conjunto de grandezas da física, tais como a velocidade e a aceleração, denominadas 
grandezas vetoriais, que só ficam determinadas quando estas características são indicadas. 
 
Isto significa que quando duas ou mais forças atuam sobre um corpo podemos calcular a força total, ou força resultante, somando vetorialmente as forças. Uma única força com o módulo e a orientação da força resultante tem o mesmo efeito sobre um corpo que todas as forças agindo simultaneamente. 
 
É isso que fazemos neste experimento. Além de provar que a força é uma grandeza vetorial, calculamos a 
força resultante de várias forças aplicadas em um corpo. 
 
Nome do Instrumento: Painel multiuso 
Código: n/a 
Fabricante: Cidepe 
 
Nome do Instrumento: Papel milimetrado A4 S/ Margem 
Código: n/a 
Fabricante: Jandaia 
 
Nome do Instrumento: Fita adesiva (crepe) 
Código: n/a 
Fabricante: n/a 
 
Nome do Instrumento: Linhas interligadas por uma arruela 
Código: n/a 
Fabricante: Cidepe 
 
Nome do Instrumento: 3 Dinamômetros tubular com fixação magnética e capacidade de 2 N 
Código: EQ007.08C 
Fabricante: Cidepe 
 
Nome do Instrumento: Escala pendular 
Código: EQ032.19 
Fabricante: Cidepe 
 
Roteiro do experimento: 
Usando a fita adesiva fixe o papel milimetrado sobre a bancada; 
Construa um plano cartesiano na folha de papel milimetrado. A origem do plano deve ficar no centro da 
folha; 
Trace uma reta a partir da origem do plano, formando um ângulo de 30º com o eixo x. Essa reta será chamada de reta 1; 
Trace uma segunda reta a partir da origem do plano, formando um ângulo de 120º com o eixo x. Essa reta será chamada de reta 2; 
Trace uma terceira reta a partir da origem do plano, formando um ângulo de 250º com o eixo x. Essa reta será chamada de reta 3; 
 
 
Calibre o dinamômetro; 
Prenda as linhas interligadas pela arruela aos dinamômetros. Puxe cada um dos dinamômetros sobre uma das retas 1, 2 e 3, de modo que o centro da arruela coincida com a origem do plano cartesiano. O dinamômetro posicionado sobre a reta 1, mede a força 1 (F1), o dinamômetro posicionado sobre a reta 2, mede a força 2 (F2) e o dinamômetro posicionado sobre a reta 3, mede a força 3 (F3); 
Faça a leitura dos dinamômetros e anote na tabela; 
Calcule o valor das componentes x e y de cada uma das forças; 
Calcule o somatório das componentes das forças que atuam na direção x, assim como a incerteza desse 
somatório. Anote os resultados na tabela; 
Calcule o somatório das componentes das forças que atuam na direção y, assim como a incerteza desse 
somatório. Anote os resultados na tabela; 
Enuncie a Primeira Lei de Newton e diga se o resultado que você obteve experimentalmente está de 
acordo com essa Lei. 
Represente no papel milimetrado os vetores força que atuaram na arruela durante o experimento. 
Dados coletados: 
 	Vide tabela 1 e anexo 1 (representação gráfica). 
 	 
Cálculos: 
 
Calculando as componentes de F1: 
 
F1x =1,45.cos30° 	F1y =1,45.sen30° 
F1x =1,45.0,866 	F1y =1,45.0,5 
F1x =1,256N 	F1y = 0,725N
Calculando as componentes de F2: 
 
F2x =1,2.cos120° 	F 2y = 1,2.sen120° 
F2x =1,2.− 0,5 	F2y =1,2.0,866 
F2x =−0,6N 	F2y =1,039N
Calculando as componentes de F2: 
 
F3x =1,875.cos250° 	F3y =1,875.sen250° 
F3x =1,875.−0,342 	F3y =1,875.− 0,94 
F3x =−0,641 	F3y =−1,761
Calculando o somatório das forças no eixo x e sua incerteza: 
 
∑Fx=1,256 − 0,6 − 0,641 
∑Fx= 0,015 δ= (0,015 − 0).100 δ= 0,015.100 δ=1,5% 
 
 
 
Calculando o somatório das forças no eixo x e sua incerteza: 
 
∑Fy = 0,725 +1,039 −1,761 
∑Fy= 0,003 δ= (0,003 − 0).100 δ= 0,003.100 δ= 0,3% 
Tabelas e Gráficos: 
 
Tabela 1 (dados coletados): 
 
	Força 
	Módulo 
	Direção 
	Sen 
	Cos 
	F1 
	1,45N 
	30° 
	0,5 
	0,866 
	F2 
	1,2N 
	120° 
	0,866 
	-0,5 
	F3 
	1,875N 
	250° 
	-0,94 
	-0,342 
 
Tabela 2: 
 
	Força 
	Fx 
	Fy 
	Somatório Fx 
	Incerteza Fx 
	Somatório Fy 
	Incerteza Fy 
	F1 
	1,256N 
	0,725 
	0,015N 
	1,5% 
	0,003N 
	0,3% 
	F2 
	-0,6N 
	1,039 
	
	
	
	
	F3 
	-0,641N 
	-1,761 
	
	
	
	
 
 
Análise dos resultados: 
 	 
Primeira Lei de Newton: Se a resultante das forças sobre um corpo é igual a zero, sua velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não pode sofrer uma aceleração. 
 
A Primeira Lei de Newton ficou claramente expressa nos experimentos, onde foi possível identificar e calcular componentes Fx e Fy. O corpo estava em perfeito equilíbrio, parado, mesmo tendo três diferentes forças atuando sobre ele. 
 
Os dados do experimento nos levaram a resultados bem próximos do real, o que mostra que o equilíbrio das 
forças ficou muito próximo entre os cálculos da regra do paralelograma e o dinamômetro. 
 
No cálculo de determinação das forças, a margem de erro encontrada foi variada. Este erro deve-se a fatores que podem ter comprometido a exatidão do resultado da experiência como: 
A percepção visual no momento de acertar os ângulos das forças e ajustar a argola no centro do plano; - A habilidade psicomotora de cada integrante do grupo para forçar o dinamômetro.