EXPERIMENTO SOBRE AS LEIS DE NEWTON EQUILÍBRIO DE UM MÓVEL SOBRE UMA RAMPA

UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA

AMANDA SCOTTI PERON

MARIA FERNANDA PEIXER

PAULA IIDA

EXPERIMENTO SOBRE AS LEIS DE NEWTON

EQUILÍBRIO DE UM MÓVEL SOBRE UMA RAMPA

Palhoça

2014

AMANDA SCOTTI PERON

MARIA FERNANDA PEIXER

PAULA IIDA

EXPERIMENTO SOBRE AS LEIS DE NEWTON

EQUILÍBRIO DE UM MÓVEL SOBRE UMA RAMPA

Relatório apresentando a disciplina de Fundamentos da Mecânica, do curso de Engenharia Civil, da Universidade do Sul de Santa Catarina, unidade Pedra Branca.

Prof. Altamiro Quevedo Schervenski

Palhoça

2014

SUMÁRIO

1 introdução........................................................................................................3

2 objetiVos ...........................................................................................................4

3 MÉTODO.................................................................................................................4

4 CÁLCULOS.............................................................................................................5

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES............................................................................6

6 CONCLUSÃO ........................................................................................................7

7 BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................8

introduçÃo

No estudo da queda livre, Galileu desenvolveu o plano inclinado (fig.1) que assume papel de relevo. O plano inclinado é um exemplo de máquina simples. Como o nome sugere, trata-se de uma superfície plana cujos pontos de início e fim estão a alturas diferentes.

Ao mover um objeto sobre um plano inclinado em vez de movê-lo sobre um plano completamente vertical, o total de força F a ser aplicada é reduzido, ao custo de um aumento na distância pela qual o objeto tem de ser deslocado. Observe que pela Lei da Conservação de Energia, a mesma quantidade de energia mecânica é requerida para levantar um dado objeto até certa altura, seja através do plano inclinado ou do plano vertical. No entanto, o plano inclinado permite que o mesmo trabalho seja realizado aplicando-se uma força menor por uma distância maior.

Resumindo, o plano inclinado permite uma troca força x distância que é conveniente nas suas aplicações. Na dinâmica as leis de Newton são as leis que descrevem o comportamento de corpos em movimento, formuladas por Isaac Newton. Descrevem a relação entre forças agindo sobre um corpo e seu movimento causado pelas forças. Essas leis foram expressas nas mais diferentes formas nos últimos três séculos. Isaac Newton publicou estas leis em 1687, no seu trabalho de três volumes intitulado Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica. As leis explicavam vários comportamentos relativos ao movimento de objetos físicos. Newton usando as três leis, combinadas com a lei da gravitação universal, demonstrou as Leis de Kepler, que descreviam o movimento planetário. Essa demonstração foi a maior evidência a favor de sua teoria sobre a gravitação universal.

Neste referido relatório será descrito o comportamento de um móvel sobre uma rampa, exemplificando o plano inclinado. As forças participantes do movimento e suas componentes ortogonais serão descritas e calculadas, assim como também determinado como elas atuam no objeto.

Figura 1: Plano inclinado com suas componentes.

OBJETIVOS

Identificar todas as forças atuantes no móvel;

Reconhecer os efeitos da força Px;

Reconhecer a dependência de Px e Py em função do ângulo de inclinação da rampa;

Reconhecer a dependência de Px e Py em função da massa envolvida e da aceleração da gravidade;

Determinar o coeficiente de atrito;

Determinar a aceleração do sistema.

 

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Ao analisar as forças que atuam sobre um corpo em um plano inclinado, têm-se a força peso e a força normal, que neste caso, não possuem a mesma direção. A força peso é causada pela aceleração da gravidade, que tem origem no centro da terra, logo ela tem sempre orientação vertical. Já a normal é a força de reação, a qual tem origem na superfície onde o movimento ocorre, tendo um ângulo igual ao plano do movimento.

Para que realizar os cálculos, é preciso estabelecer algumas relações. Define-se o plano cartesiano com inclinação igual ao plano inclinado, ou seja, com um eixo x formando um ângulo igual ao do plano inclinado, e o eixo y. A força normal será igual à decomposição da força peso no eixo y perpendicular. A decomposição da força peso no eixo x será a responsável pelo deslocamento do bloco. O ângulo formado entre a força peso e a sua decomposição no eixo y será igual ao ângulo formado entre o plano e a horizontal. Se houver força de atrito