Relatório Física Experimental - Prática 5 - UFC

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

RELATÓRIO

Prática 5

Equilíbrio

Nome: Átila Einstein de Oliveira

Matrícula: 0368222

Curso: Engenharia Energias e Meio Ambiente

Disciplina: Física 1

Maio/2014

Objetivos:

Determinar o peso de um corpo através da resolução de um sistema de forças.

Medir as reações nos apoios de uma viga bi-apoiada, quando uma carga móvel é deslocada sobre a mesma.

Verificar as condições de equilíbrio.

Material:

1ª Parte

Massas aferida 100g;

Estrutura de madeira;

Massa desconhecida;

Balança digital;

Transferidor montado em suporte;

Material para desenho (papel, régua, esquadro e transferidor)

 

2ª Parte

Massa aferida de 50 g;

Dinamômetros de 2 N (dois);

Estrutura de suporte;

Barra de 100 cm de comprimento

Fundamentos:

[pic 1]

1ª Parte.

Equilíbrio de uma partícula

        Uma partícula está em equilíbrio quando a resultante das forças que atuam sobre ela é zero. Sobre o corpo 1 agem as forças P1 e a tração T1 como indicado. Estando o corpo 1 em equilíbrio, podemos afirmar: P1 = T1 (módulo). No nó A agem as forças T1, T2 e T3. Como há equilíbrio, a resultante de T2 e T3 é diretamente oposta à T1. Se o valor de P1 for conhecido, podemos determinar as trações T2 e T3.[pic 2]

        Para determinar os módulos de T2 e T3 devemos formar um paralelogramo, segundo as direções de T2 e T3 e que tenha, como diagonal, um vetor que represente uma forca diretamente oposta à T1 (Figura 2).

        Estabelecendo um escala para representar T1, os módulos de T2 e T3 podem ser determinados, medindo os  segmentos que os representam.

        No nó B, em equilíbrio, agem as forças T4, T5 e T6. Sendo o fio de massa desprezível, T4 = T3 (módulo). Para determinar T5 e T6, construímos um paralelogramo, segundo suas direções e que tenha como diagonal um vetor que represente uma força diretamente oposta a T4 (Figura 3), medindo os segmentos que representam T5 e T6 e conhecendo a escala estabelecida, obteremos os módulos de T5 e T6. Observe que o peso P2, que queremos determinar, é igual a T6.

2ª Parte.

Equilíbrio de um corpo rígido.

        Para que um corpo rígido esteja em equilíbrio, é necessário que:

                (a) A soma vetorial de todas as forças externas que atuam sobre ele seja nula e

                (b) A soma vetorial de todos os torques externos que atuam sobre ele seja nula.

        Para uma barra uniforme de peso P2 e comprimento L (Figura 4), em equilíbrio sobre os apoios A e B, e com uma carga P1, que pode mover-se sobre a barra, sendo x sua posição em relação a extremidade esquerda, podemos escrever:

RA + RB – P1 – P2 = 0

P1 x + P2 L/2 – RAxA – RBxB = 0

[pic 3]

Procedimento com resultados tabelas e gráficos:

1ª Parte.

1. Suspendeu-se um peso P1 = 100 gf no nó A (à esquerda) e um peso desconhecido, Pd, no nó B (à direita);
2. Mediu-se os ângulos descritos e reproduziu-se no papel a geometria para cada nó; (usou-se 5,0 cm para representar 100 gf);

Desenho do nó A

16 º(em relação ao eixo x,1º quadrante) e 52 º(em relação ao eixo x,2º quadrante)

T1= 5,0 cm

T2= 5,3 cm

T3= 3,4 cm

Desenho do nó B

16 º (em relação ao eixo x, 3º quadrante) e 52 º (em relação ao eixo x, 1º quadrante)

T4= 3,4 cm

T5= 5,1 cm

T6= 3,7 cm

3 – Aplicou-se o método descrito na (1ª Parte) – EQUILÍBRIO DE UMA PARTÍCULA e determinou-se o peso desconhecido, Pd.

5,0 cm = 100 gf (P1, valor conhecido)