Mesa de Força

1 -Introdução

O equilíbrio estático ocorre quando a força resultante em um objeto é igual a zero, significando que ele está em equilíbrio. Para demonstrar a soma de vetores de forma experimental, utiliza-se uma mesa de forças. Essa mesa está disponível por um disco circular graduado em graus, onde é possível fixar polias. As massas são suspensas nessas roldanas por meio de um fio, que se conectam a um anel metálico preso a um pino no centro da mesa. Os pesos dessas massas representam forças a serem equilibradas. O equilíbrio ocorre quando o anel permanece centralizado em relação ao pino.

A subárea da Mecânica que estuda o equilíbrio dos corpos é chamada de Estática. A Estática se baseia na primeira lei de Newton, que afirma: "Quando a soma das forças aplicadas a uma partícula é zero, a partícula está em equilíbrio". Esse equilíbrio pode ser estático, quando uma partícula está em segurança em relação a um referencial, ou dinâmico, se a partícula está se movendo em linha reta e de forma uniforme em relação a um referencial.

Quando as dimensões do corpo treinado são insignificantes em comparação com os demais corpos ao redor, ele pode ser considerado uma partícula ou um ponto material. Portanto, uma partícula está em equilíbrio em relação a um referencial quando a força resultante aplicada sobre ela é nula.

2 - Materiais utilizados

-Balança de medição

-Disco com transferidor

-Dinamômetro

-Base para mesa

-Base para dinamômetro

-Ruelas (massa)

-Barbante

3 - Objetivo

Estabelecer situações de equilíbrio com três forças coplanares utilizando a mesa de força.

4 – Fundamentação teórica

        Neste experimento, nos baseamos nas ideias de Newton, com um destaque especial para a primeira Lei, conhecida como a Lei da Inércia. Essa lei nos ensina que, "um objeto permanecerá em repouso ou em movimento uniforme em linha reta a menos que tenha seu estado alterado pela ação de uma força externa."

Ou seja, caso nenhuma força seja aplicada, a força resultante é igual a 0 ().[pic 1]

5 - Procedimento

Montar o experimento como na figura 1-a,

-Ajustou-se o dinamômetro para indicar zero quando colocado na horizontal.

-Os barbantes foram passados pelas polias ao dinamômetro.

-Nas extremidades dos fios que passam pelas polias, colocou-se as massas (ruelas)

-Deslocou-se as roldanas até formarem um ângulo θ = 240º

M1 = 0º ; M2 = 90º; M3 = 240º

-Deslocou-se a haste que fixa o dinamômetro até que o nó dos barbantes se coincidisse com o centro do transferidor.

Foi nomeado o conjunto de pesos como F1, F2 e F3

∙Ao gancho denominado de F3, acrescentou-se uma força correspondente ao solicitado

∙Mantendo F3 fixo, ajustou-se as posições de F1 e F2 de modo que o nó entre os três fios permanecesse no centro do disco transferidor.

∙Encontrada a posição de equilíbrio, mediu-se o ângulo entre F1 e F2 anotando os valores na tabela.

∙ Em seguida aumentou-se o valor da massa em F3 e foi encontrada a nova posição de equilíbrio entre F1 e F2.

Para a comprovação desses resultados forma utilizado a decomposição de vetores do plano cartesiano, tal como: