Equilíbrio de Uma Barra

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Laboratório

Equilíbrio estático de uma barra

São José do Rio Pardo – SP

2015

Laboratório

Equilíbrio estático de uma barra

Relatório apresentado à UNIP – Campus São José do Rio Pardo referente à disciplina de Física - Laboratório, como parte dos requisitos para avaliação bimestral, no Curso de Engenharia Mecânica.

São José do Rio Pardo – SP

2015

Sumário

1. Introdução ......................................................................................................3
2. Referencial teórico ........................................................................................4 

1. Denominação de equilíbrio estático na física ..................................................4
2. Equilíbrio de translação e equilíbrio de rotação ..............................................4

1. Descrição do experimento ............................................................................5

1. Ferramentas utilizadas no processo ................................................................5
2. Procedimento experimental .............................................................................5

1. Resultados ......................................................................................................6

1. Qual o objetivo deste experimento?..................................................................6
2. Quais os instrumentos de medição utilizados?.................................................6
3. Preencher a tabela anexa ................................................................................7
4. Diagrama (x; m) ...............................................................................................7
5. Qual a forma da “curva média” obtida no diagrama cartesiano (x; m)?...........7
6.  A partir do diagrama cartesiano (x; m) ............................................................8
7. Qual a posição do ...........................................................................................10
8. O trecho do diagrama (x; m) ...........................................................................10

1. Conclusão ......................................................................................................11
2. Referências bibliográficas ...........................................................................12

1. Introdução

Equilíbrio de uma barra

Para que não haja movimento rotativo em uma barra, o seu equilíbrio de rotação deve ser nulo. Isto é, a soma dos momentos (ou torque) das respectivas forças aplicadas na barra, deve ser igualada a zero.

Através deste experimento, poderemos verificar o equilíbrio em uma barra de escala que estará sujeita a variáveis forças aplicadas sobre ela, através de requisitos específicos para a conclusão do trabalho.

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1. Referencial Teórico.

1. Denominação de equilíbrio estático na física.

Na física clássica, define-se equilíbrio estático  como o arranjo de forças atuantes sobre determinado corpo em repouso de modo que a resultante dessas forças tenha módulo igual à zero. Ou seja, todo e qualquer corpo estará parado (nesse caso, parado no sentido de ausente de movimento, acelerado ou não) em relação a um ponto referencial se, e somente se, as resultantes das forças aplicadas sobre ele forem nulas.

1. Equilíbrio de translação e equilíbrio de rotação.

Equilíbrio de translação é tido como a soma vetorial de todas as forças aplicadas sobre a barra, e esta soma deverá ter zero como resultado.

Equilíbrio de rotação é obtido através da soma de cada momento obtido através das forças que agem sobre a barra. Logo, a somatória dos momentos deverá ter resultante nula. Sendo assim:

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Figura 01 – Equilíbrio de translação (somatória das forças).

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Figura 02 – Equilíbrio de rotação (somatória dos momentos).

Portanto, para sabermos se a barra está em equilíbrio estático, basta calcular a somatória das forças vetoriais e dos seus respectivos torques, de forma que a somatória destas equações seja nula.

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1. Descrição do experimento.

1. Ferramentas utilizadas no processo.

• Barra niveladora;
• Tripé para a sustentação da barra niveladora;
• Dois ganchos (mansores) de sustentação;
• Arruelas de massas variáveis;
• Balança de precisão.

1. Procedimento experimental.

• Para dar início ao experimento, deve-se colocar o mansor de sustentação a cinco centímetros da extremidade, e isso não irá variar. Logo em seguida, a barra niveladora deve permanecer equilibrada com o mansor, de modo que não haja alterações no procedimento.
• Continuando o experimento, usando os corpos (arruelas), devemos colocá-las sobre o mansor de sustentação, sendo que, para haver equilíbrio na barra, o mansor de sustentação da barra deve ser movido até que a “bolha” que há no nivelador da barra fique no meio, mostrando que o sistema está em equilíbrio. Este procedimento deve ser feito nove vezes, e além de manter a barra em equilíbrio, deve-se formar uma tabela com as massas dos corpos utilizados e suas respectivas distâncias em relação ao eixo de rotação (no caso, o mansor de sustentação da barra).
• Em seguida, uma nova variável “x” deve ser encontrada dividindo-se as distâncias obtidas pelo valor um.

• Após extrair os dados, os cálculos necessários e a interpretação do sistema serão cruciais para chegarmos ao resultado final.

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Figura 03 – Representação das forças atuantes no sistema.

1. Resultados.

1. Qual o objetivo deste experimento?

O principal objetivo deste experimento é encontrar o equilíbrio de rotação na barra, isto é, permitir que interação dos momentos sobrepostos à barra sejam nulos. Sendo assim, a massa dos corpos sobre a barra tem de ser igual à massa do centro de gravidade da barra, e isso nos permite dizer que o sistema está equilibrado.

1. Quais os instrumentos de medição utilizados? Quais as precisões desses instrumentos?

Os instrumentos de medição utilizados no experimento são: uma escala de nível, utilizada como “barra” de aproximadamente 50 cm (500 mm), uma balança de