Relatório Laboratório Virtual - Balança de Prato

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Relatório Laboratório Virtual – Experimento: Balança de Prato 
 
 
Pré-teste 
 
1) Complete as lacunas da afirmação abaixo: 
 
“A estática é a parte da ___________que estuda sistemas sob ação de forças que se 
________________.” 
 
a) química; equilibram; 
 
b) física; equilibram; 
 
c) física; desregulam. 
 
2) Assinale as alternativas corretas: 
 
I – A estática é a parte da física que trata de corpos em equilíbrio. 
II – A estática é a parte da física que trata de corpos em movimento. 
III – Para haver equilíbrio de um corpo é necessário que a soma das forças neste corpo seja nula e que o momento resultante também seja nulo. 
 
a) II e III; 
 
b) I e III; 
 
c) Nenhuma das alternativas. 
 
3) Quais são as duas importantes condições que precisam ser consideradas ao estudar equilíbrio de corpos rígidos em um plano? 
 
a) A primeira trata-se do equilíbrio de forças, ou seja, para haver o equilíbrio é necessário que o somatório das forças atuantes no corpo seja nulo. A segunda trata-se do equilíbrio de momentos, é preciso que o somatório dos momentos destas forças também seja nulo. 
 
b) A primeira trata-se do equilíbrio de forças e indica que, para haver o equilíbrio, é necessário que o somatório das forças atuantes no corpo seja diferente de zero. A segunda trata-se do equilíbrio de momentos, é preciso que o somatório dos momentos destas forças também seja nulo. 
 
 
c) A primeira condição refere-se ao equilíbrio de forças, ou seja, o somatório das forças atuantes em um corpo deve ser nulo. A segunda condição indica que em havendo equilíbrio de forças, o momento resultante destas forças deve ser diferente de zero. 
 
4) Assinale a alternativa que melhor relaciona o conceito de estática com o nosso dia a dia: 
 
a) A estática é a base de todas as estruturas que vemos no dia a dia. Desde prédios e pontes são calculados através das equações da estática. 
 
b) A estática tem como ponto de partida as leis do movimento de Newton. Aviões, automóveis e projéteis são projetados a partir das equações da estática. 
 
c) A estática é regida pelas leis de Coulomb e descreve o comportamento de cargas elétricas em repouso. 
 
5) Dentre as leis de Newton, qual delas se relaciona diretamente com a estática? 
 
a) Primeira lei de Newton; 
 
b) Segunda lei de Newton; 
 
c) Terceira lei de Newton. 
 
 
1- Avaliação dos Resultados( Cálculos do Experimento) 
 
Condição original. 
 
· Peso do prato = 200 g P = 0,2 x 10 = 2 N 
· Peso do contrapeso = 500 g P = 0,5 x 10 = 5 N 
· Distância do prato ao eixo de rotação = 14,5 cm = 0,145 m 
· Distância do contrapeso ao eixo de rotação = 28,3 cm = 0,283 m 
 
* A balança não está em equilíbrio 
 
 
a)Calculos iniciais: 
 
MA(Prato) = F x d MB(Contrapeso) = F x d para MA = MB 
MA(Prato) = 2 x 0,145 0,29 = 5 x d 
MA = 0,29 Nm d = 0,29/5 = 0,058 m = 5,8 cm 
 
Ou seja, aproximando o contrapeso do eixo de rotação numa distância de 5,8 cm, o sistema entrará em equilíbrio. 
 
 
b)Descobrindo a massa dos pesos de prova 
Inserindo os pesos e equalizando o sistema deslizando o contrapeso e medindo a sua distância até o eixo de rotação,obtivemos uma distância X: 1) Peso maior → sendo a distância do contrapeso ao eixo = 10,2 cm = 0,102 m 
MB(Contrapeso) = F x d 
MB(Contrapeso) = 5 x 0,102 
MB = 0,510 Nm 
*Para MB = MA 
MA = F x d 
0,510 = F x 0,145 
F = 0,510/0,145 = 3,52 N – 2N (Prato) = 1,52 N 
1,52 N / 10 (aceleração) = 0,151 Kg 
1º Peso maior = 151 g 
 
2) 2° Peso maior → sendo a distância do contrapeso ao eixo = 8,8 cm = 0,088 m 
MB(Contrapeso) = F x d 
MB(Contrapeso) = 5 x 0,088 
MB = 0,440 Nm 
Para MB = MA 
MA = F x d 
0,440 = F x 0,145 
F = 0,440/0,145 = 3,03 N – 2N (Prato) = 1,03 N 
1,03 N / 10 (aceleraçã o) = 0,103 Kg 
2° Peso maior = 103 g 
 
 
3) 3° Peso maior → sendo a distância do contrapeso ao eixo = 7,8 cm = 0,078 m 
MB(Contrapeso) = F x d 
MB(Contrapeso) = 5 x 0,078 
MB = 0,390 Nm 
Para MB = MA 
MA = 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 
3° Peso maior = 69 g 
 
 
4) Peso menor → sendo a distância do contrapeso ao eixo = 7,3 cm = 0,073 m 
MB(Contrapeso) = F x d 
MB(Contrapeso) = 5 x 0,073 
MB = 0,365 Nm 
Para MB = MA 
MA = F x d 
0,365 = F x 0,145 
F = 0,365/0,145 = 2,52 N – 2N (Prato) = 0,52 N 
0,52 N / 10 (aceleração) = 0,052 Kg Peso menor = 52 g 
 
 
2. Qual a relação entre o peso do corpo posicionado no prato da balança e a distância do contrapeso ao pivô? 
No primeiro cálculo, descobrimos que aproximando o contrapeso do eixo de rotação numa distância de 5,8 cm, o sistema entrará em equilíbrio. Ao repetirmos os experimentos com diferentes pesos, notamos que quando o contrapeso é mais leve, a distância do contrapeso até o eixo de rotação precisa ser maior. Quando o contrapeso é mais pesado, a distância do contrapeso até o eixo de rotação é menor. 
Observando o experimento reafirmamos a teoria de Newton, a soma da massa do prato e a massa do corpo rígido= massa do contrapeso = equilíbrio da haste. 
Pós-Teste 
1) A figura abaixo é composta por dois blocos cujas massas são 4 kg e 6 kg. Com o intuito de deixar a barra em equilíbrio, determine a distância x. 
Utilize as fórmulas descritas a seguir: 
M1 = M2 
F1 * d1 = F2 * d2 
 
a) 30 cm; sendo 4 * x = 6 * 20 --> x = 30 cm 
b) 60 cm; 
c) 40 cm. 
 
2) Segundo a imagem abaixo calcule o momento da força F em relação ao ponto A: 
Utilize a equação abaixo: 
M = F * d 
 
a) 40 N/m; 
b) 40 N.m; sendo M = f * d --> 20 * 2 = 40 N.m. 
c) 10 N.m 
 
3) Complete as lacunas com a alternativa correta: 
 
“Quando o corpo se encontra em repouso, diz-se que se encontra em 
_______________. Quando em movimento constante, diz-se que se encontra em 
_______________.” 
 
a) equilíbrio estático; equilíbrio dinâmico; 
b) equilíbrio dinâmico; equilíbrio estático; 
c) equilíbrio estático; equilíbrio químico; 
 
 
 
4) De acordo com o estudo sobre um corpo rígido, levando em consideração o momento de uma força, marque a alternativa que completa a frase abaixo: 
 
“Quando um corpo longo está sujeito à ação de forças resultantes nulas, ele pode apresentar um movimento de ____________, ______________ ou 
_________________ simultaneamente.” 
 
a) equilíbrio; rotação; ação. 
b) translação; rotação; ambos. 
c) aplicação; rotação; ação. 
 
5) A primeira lei de Newton está ligada diretamente a estática, então responda: 
 
“A primeira Lei de Newton afirma que, se a soma de todas as forças atuando sobre o corpo é zero, o mesmo ...” 
 
a) Será desacelerado. 
b) Terá um movimento uniformemente variado. 
c) Encontra-se em repouso ou em velocidade constante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
F I M