PRÁTICA: TRABALHO E FORÇAS ATUANTES

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