ESTÁTICA DE CORPOS RÍGIDOS EXPERIMENTO SOBRE CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO DE CORPOS RÍGIDOS E EXTENSOS

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                                                               Campus Poços de Caldas/MG   

FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II

Prof. João Sérgio Fossa

ESTÁTICA DE CORPOS RÍGIDOS

EXPERIMENTO SOBRE CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO DE CORPOS RÍGIDOS E EXTENSOS

(REALIZADO NO LABORÁTORIO DO CAMPUS NO DIA 21/11/2016)

AUTORES:

Gustavo Aparecido Savini

Júlio Cesar de Pádua

Renato Barbiero de Souza

Rodrigo Felipe Passos

Rogerio Buscariole

Vinícius Alves Hilário

                 

OBJETIVO

O objetivo deste experimento é observar as condições de equilíbrio de um corpo rígido extenso.

INTRODUÇÃO

Um corpo rígido é considerado um corpo inelástico, que não sofre deformações, porem não existem corpos indeformáveis, e sim aqueles que são considerados rígidos por sofrerem mínimas e desprezíveis deformações.

Para que ocorra o equilíbrio de um corpo extenso e rígido devem ser considerados os movimentos de rotação e translação do mesmo. Para que não ocorra a translação basta que a somatória das forças seja igual a zero. No caso da rotação, a aceleração angular, ou torque, deve ser igual a zero. O conceito de momento é de grande importância, para que a aceleração angular seja nula basta que a somatória dos momentos também seja nula.

Ʃ[pic 2] = 0

Ʃ [pic 3]= 0

MATERIAIS UTILIZADOS

• Painel metálico multifuncional CIDEPE
• Haste de aço com escalas e reentrâncias – haste comprimento total de 0,4 metros
• Massa aferida
• Gancho de engate rápido
• Dinamômetro de fixação magnética
• Barbante

                                                   

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Prendeu-se a haste graduada, em uma das suas extremidades (extremidade B) ao painel metálico, através de um conjunto de fixação porca e fuso, que já estavam fixados no painel. Na outra extremidade (extremidade A) da haste colocamos o barbante e fixamos na ponta do dinamômetro magnético, o mesmo, previamente calibrado. Todo o conjunto foi alinhado, verticalmente o dinamômetro e horizontalmente a haste, aproveitando as próprias marcações existentes no painel metálico e com o auxílio de uma régua.

Com o sistema previamente alinhado, fixamos o gancho juntamente com a massa aferida a 400 mm da extremidade B, tomando nota do valor encontrado no dinamômetro. Na sequência fixamos o gancho com a massa a 350 mm da extremidade B, alinhamos verticalmente e horizontalmente o conjunto e novamente tomamos nota do valor encontrado no mesmo. Esse procedimento foi repetido por mais 6 (seis) vezes, sempre de 50mm a 50mm, até chegarmos a 50 mm da extremidade B, e sempre tomando notas dos valores encontrados no dinamômetro.

Com os dados coletados, foi possível calcular o Torque da força F1 aplicada pelo dinamômetro em função da posição do conjunto e também calcular a massa “experimental” do disco e massa “experimental” da haste utilizada no experimento.

RESULTADOS:

Depois de se calcular os valores da tabela abaixo (tabela 1), foi construído um gráfico (gráfico 1) em um papel milímetrado, Força /Newton (eixo Y) x metro (eixo X), que obteve como resultado uma reta. Com a reta obtida, foi possível calcular experimentalmente o peso da massa (formula da tangente). Consideramos o ponto de intercessão da reta no eixo Y como sendo o valor de referência para a base do nosso triangulo retângulo (ver gráfico 2)

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CÁLCULO I: Tg: 0,213 / 0,400: =0,53 N – “peso experimental”

O “peso experimental” da massa (0,53N) teve uma variação de aproximadamente 10% com relação ao peso real da mesma (0,48N), isto se deve principalmente a erros de leitura, centralização do conjunto e ao gancho utilizado como sustentação que não teve a sua massa aferida e foi desprezado.

Experimentalmente também foi possível calcular o peso da haste (Formula Torque), onde o ponto de intercessão da reta no eixo Y foi utilizado como sendo o Torque da Haste, o F sendo o valor que se quer encontrar e o d sendo o Centro de Massa da Haste, neste caso, concidentemente o centro geométrico -  200 mm: