PRÁTICA: TRABALHO E FORÇAS ATUANTES
Por: Joao Paulo Silva • 19/3/2017 • Trabalho acadêmico • 1.147 Palavras (5 Páginas) • 281 Visualizações
DESENVOLVIMENTO
Este relatório está dividido em duas etapas, onde será mostrado no primeiro momento o peso de um objeto medido no dinamômetro posicionado na vertical e num plano inclinado, observando a decomposição das forças atuantes, e no segundo momento foi observado o ângulo de inclinação em que um bloco de madeira começa a deslizar levando em relação cada força atuante na mesma. Além de alguns conceitos como peso, decomposição, atrito e força resultante que foram calculadas respectivamente.
2.1– PRÁTICA: TRABALHO E FORÇAS ATUANTES
2.1.1 – CONCEITOS:
Denomina-se força peso como o resultado da atração gravitacional exercida pela terra sobre objetos próximos a sua superfície, na vertical o peso calcula-se como:
P ⃗=m*g ⃗, sendo:
P=Peso; (N)
m=massa do objeto; (Kg)
g=gravidade; (Aproximadamente 9,8 m/s²)
Num plano inclinado a força peso se decompõe em duas outras forças que são Px e Py:
(Px) ⃗=(Fp) ⃗*Senθ
(Py) ⃗=(Fp) ⃗*Cosθ
Além da força peso, num plano inclinado um objeto está sofrendo a ação da força normal que é inversa a Py, a força de atrito e a diferença entre Px e força de atrito será a força resultante.
Além das forças presentes num plano inclinado, o trabalho exercido por uma força pode ser:
Trabalho motor- Quando a força tem o mesmo sentido do deslocamento
e sua representação matemática do trabalho é dada por:
ω=F ⃗*d , sendo:
ω=Trabalho; (J)
F ⃗=Força; (N)
d= Deslocamento; (M)
Trabalho Resistente - Quando a força tem sentido contrário (oposto) ao deslocamento. Sendo:
ω=F ⃗*d*Cosθ
Trabalho da Força Peso- trabalho da força peso não depende da trajetória. Ele é dependente do peso e do desnível entre a posição inicial e final. É positivo quando o ponto material desce, negativo quando este ponto sobe e neutro quando o deslocamento for horizontal.
Sua representação matemática é dada pela equação:
ω=±m*g ⃗*h, sendo:
ω=Trabalho da Força Peso; (J)
m= Massa; (Kg)
g= Gravidade; (≅9, 8 m/s²)
h= Altura (m)
Com a ajuda destas fórmulas podemos calcular as forças atuantes num plano inclinado e determinar o trabalho que cada uma realiza.
2.1.2 – OBJETIVO:
Esta prática teve como objetivo mostrar de forma como verificar o peso de um objeto, calcular as forças presentes num plano inclinado e o trabalho que cada força realiza individualmente além da força e trabalho resultantes, sua variação e comportamento devido à alteração do ângulo de inclinação e como são representados pela física.
2.1.3 – METODOLOGIA
Para verificarmos o peso dos objetos utilizamos o dinamômetro na vertical e num plano inclinado, após a verificação foi observado o ângulo de inclinação do plano em que ocorreu força resultante, e com os devidos cálculos foi observado cada força atuante e o trabalho que cada uma realiza.
2.1.4 - MATERIAIS UTILIZADOS
01 – Plano inclinado, escala de 0 até 45°;sistema de elevação contínuo e sapatos niveladoras.
01 – Carro metálico pequeno.
01 – Dinamômetro.
02 - Massas acopláveis de 50g.
01 – Corpo de prova de madeira.
2.1.5 - PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E SEUS RESULTADOS
2.1.5.1 – EXPERIMENTO 01:
Para analisarmos o peso do carrinho junto com mais duas massas de 50 g acopladas, colocamos no dinamômetro em posição vertical e obtivemos o peso de 1,68 N. Após isso, colocamos na rampa com o ângulo de 30° e o dinamômetro exercendo a força de tensão para o carro na descer a rampa, desta vez o dinamômetro passou a medir 0,8 N. No primeiro caso o dinamômetro mediu o peso, pois estava na vertical, já no plano inclinado, passou a medir a força de tensão contrária ao Px. Assim sendo:
(Px) ⃗=(Fp) ⃗*Senθ → (Px) ⃗=1,68*Sen30°≅0,84 N
(Py) ⃗=(Fp) ⃗*Cosθ → (Py) ⃗=1.68*Cos30°≅1,68 N
Como observado na imagem acima, a força de tensão (Ft.) exercida pelo dinamômetro é o que impede o carrinho de descer a rampa e, quando elevamos a rampa até um ângulo 90° o dinamômetro passou a medir novamente 1,68N de peso do carrinho, pois voltou a ser a força peso (Fp.) aplicada ao objeto.
2.1.5.2 – EXPERIMENTO 02:
No segundo experimento primeiro determinamos o peso do corpo de prova de madeira no dinamômetro que deu Fp= 0,82N na vertical como o resultante da força peso e, após colocamos o bloco de madeira no plano com a inclinação de 15° em que o bloco não se movimentou, pois utilizando a decomposição de forças temos:
(Px) ⃗=(Fp) ⃗*Senθ → (Px) ⃗=0,82*Sen15°≅0,212 N
(Py) ⃗=(Fp) ⃗*Cosθ → (Py) ⃗=0.82*Cos15°≅0,792 N
O bloco não se move devido à força de
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