Mesa de Força - Laboratório unip

INTRODUÇÃO:

O Experimento trata-se sobre o equilíbrio estático de um corpo. O corpo está em equilíbrio quando, o somatório de todas as forças atuantes no sistema tenha a resultante igual a zero.

Força é uma grandeza vetorial, então, possui um módulo, direção e sentido. Para que o corpo esteja em equilíbrio é necessário que para cada força que atue sobre ele, haja outra força, com módulo e direção iguais, porém, em sentidos opostos.

Através deste experimento visamos aprender sobre a força resultante do sistema de equilíbrio estático, variando-se o ângulo das forças atuantes no sistema e através dos cálculos comprovar conceitos de força e inercia.

REFERENCIAL:

Uma força tem módulo, direção e sentido. Assim pode acelerar um corpo, definindo-se a unidade de força em termos da aceleração que a força imprime a um corpo de referencia.

Seguimos a lei de Newton que esclarece que para uma partícula estar em equilíbrio estático é necessário que a resultante das forças que sobre ela atuam seja nula.

Pode-se de fato aplicar varias forças a um corpo, mas se a resultante vetorial destas for nula, o corpo agirá como se nenhuma força estivesse sendo aplicada a ele.

DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO:

O experimento seguiu da seguinte maneira:

Cada bancada recebeu uma mesa de forças com quatro braços e já equipada com o disco circular graduado em graus, anel metálico, roldanas moveis, fios de nylon e suportes para massores, massores, um nível de bolha de ar, usamos também uma balança.

Para se iniciar o trabalho a primeira instrução seguida foi nivelar a mesa de forças ajustando-a através de três porcas localizadas em seu suporte usando o nível de bolha de ar e verificar se as roldanas giram sem atrito. Após a mesa estar corretamente nivelada deveríamos usar os massores para centralizar o anel fixado na mesa de foças, foi seguida a seguinte operação: cada massor contava com um encaixe para ser fixado no fio de nylon de tal maneira que a força exercida sobre o anel o centralizaria, esse processo foi repetido até alcançarmos o objetivo de centralizarmos totalmente o anel, como na imagem a seguir:

Após atingir tal objetivo o próximo passo foi passar para o papel os ângulos encontrados no disco em relação aos fios.

Continuando o processo, pesamos os massores de cada fio. Para não haver confusão entre eles nomeamos cada qual de F1, F2, F3 e F4. Efetuamos a pesagem dos massores usando a balança e após atingirmos certa precisão dos pesos iniciamos os cálculos.

CÁLCULOS:

As massas foram medidas e seus pesos calculados através da formula:

F = m.g

Onde F = força peso. M=massa. G=aceleração da gravidade local, que foi considerada 9,81 m/s².

Com isso obtemos os seguintes resultados:

F1 = m1.g F2 = m2.g

F1 = 14,9589 x 9,81 F2 = 14,9997 x 9,81

F1 = 146,746809 gm/s² F2 = 147,147057 gm/s²

F3 = m3.g F4 = m4.g

F3 = 15,1112 x 9,81 F4 = 14,8086 X 9,81

F3 = 148,240872 gm/s² F4 = 145,272366 gm/s²

RESULTADOS

1 – Qual o Objetivo desse experimento?

O objetivo do experimento é estudar o equilíbrio de um ponto, e a decomposição das forças que atuam sobre ele.

2 – Quais os instrumentos de medição utilizados? E quais as precisões desses instrumentos?

Mesa de Forças, Porta-massores, massores, balança de precisão, nível de bolha de Ar, anel, fios de Nylon, circunferência graduada em graus. São instrumentos com uma boa precisão, porém, podem haver desvios em algumas medições.

3 – Para cada caso estudado, verificar as condições de equilíbrio do ponto

∑fx = 0; ∑fy = 0:

Para F1:

F1x = F1cosθ

F1x = F1cos90º

F1x = 0

F1y = F1senθ

F1y