Laboratório de Fenômenos Mecânicos
Por: Vitor Vazquez • 15/11/2022 • Trabalho acadêmico • 1.063 Palavras (5 Páginas) • 92 Visualizações
Laboratório de Fenômenos Mecânicos
Profa. Sonia Tatumi, Prof. Nilo Cano e Prof. René Rojas Rocca.
Monitores: João Pedro Diniz e Luigi L. Teissiere
PAD: Noemi Aguiar, Eric Usuda
Apoio Técnico de Laboratório: Sidney Fernandes
TURNO: data:
Nome: N° Matricula
1)
2)
3)
4)
5)
Objetivo: Entender experimentalmente o uso dos conceitos de vetores, soma e decomposição de vetores.
Um vetor pode representar uma grandeza física que não pode ser somada, subtraída, multiplicada
ou dividida como sendo uma grandeza escalar, desta forma, sendo necessário considerar também a sua
direção e sentido. Um vetor é caracterizado por seu módulo, direção e sentido.
Figura 1.: Exemplo de vetor.
Neste experimento, a força será nossa grandeza vetorial, que define a ação de um objeto sobre
outro. A figura 2 a seguir exemplifica vários vetores-forças atuando em um ponto.
Figura 2.: Exemplo de vetores de forças em um eixo cartesiano x e y.
A Força resultante (𝐹𝑅
⃗⃗⃗⃗ ) que age em um objeto, isto é, a soma vetorial de todas as forças individuais, é dada
por:
𝐹𝑅
⃗⃗⃗⃗ = 𝐹1
⃗⃗⃗ + 𝐹2
⃗⃗⃗ +. . . +𝐹𝑛
⃗⃗⃗ (1).
A força resultante pode ser calculada de várias formas, temos o método gráfico (regra do
paralelogramo e polígono) e o algébrico. No algébrico temos a Lei dos cossenos e o método da
decomposição dos vetores.
3ª. EXPERIÊNCIA – MESA DE FORÇAS
2
𝐹1
⃗⃗⃗
𝐹2
⃗⃗⃗
𝐹𝑅
⃗⃗⃗
x
y
𝐹𝐸
⃗⃗⃗
Podemos definir também a força Equilibrante (𝐹𝐸
⃗⃗⃗⃗ ), que terá o mesmo módulo e direção da 𝐹𝑅
⃗⃗⃗⃗ , mas
sentido opostos. Assim se 𝐹𝑅
⃗⃗⃗⃗ tem um ângulo , o ângulo de 𝐹𝐸
⃗⃗⃗⃗ , será +180o
(Figura 3).
Figura 3.: Soma de forças, Equilibrante (𝐹𝐸
⃗⃗⃗⃗ ), e Força resultante (𝐹𝑅
⃗⃗⃗⃗ ).
Um exemplo de força resultante de um objeto rígido é o Peso, que é a soma vetorial das forças que
atuam em cada partícula do corpo rígido, considerando a massa total “m” do mesmo, P atua no centro de
gravidade do corpo (G) e pode ser calculado segundo:
𝑷⃗ = 𝒎𝒈⃗ (2)
A Mesa de Forças é um equipamento que
torna possível verificar experimentalmente o
equilíbrio de forças através das regras de soma de
vetores. A Figura 4 ilustra a Mesa de Forças. Este
instrumento é composto por um disco circular
graduado em graus, no qual é possível fixar
roldanas móveis. Nas roldanas são penduradas
massas através de um fio, que vai de encontro ao
centro da mesa. O Peso destas massas corresponde
às forças a serem equilibradas sendo que este
equilíbrio ocorre quando o “nó” que une os fios
fica centralizado no centro da mesa. Atenção a
Mesa deve estar nivelada e as roldanas sem atrito!!
Figura 4: A Mesa de Forças com as roldanas,
massas e o dinamômetro fixados através de fios.
Materiais: mesa de forças, dinamômetro, régua, papel milimetrado, balança, vários pesos, suporte alto para
o dinamômetro, uma roldana extra.
G
Força atuando em uma
partícula
𝑃⃗
3
Parte 1
Nesta seção estudaremos a relação entre massa e pesa, considerando a gravidade como g=9,8 m/s2
.
Tabela 1. Valores de massa e peso medidos com balança e dinamômetro. Estes massores serão utilizados
nas seções seguintes
massores Massa sugerida (g)/m= massa real
usada, medida na balança (g)
Peso =mg (N) Força (N)
Medida no
dinamômetro
1 10/ ± ± ±
2 10/ ± ± ±
3 20/ ± ± ±
4 20/ ± ± ±
...