Fisica Mecanica

I - Introdução e Contexto

Força é qualquer interação entre um conjunto de corpos capaz de provocar deformação e/ou modificação no estado de repouso ou movimentação de um corpo ou sistema de corpos. A intensidade das forças são definidas em termos da aceleração fornecida ao quilograma-padrão, e são consideradas como grandezas vetoriais de forma que sobre elas operamos de acordo com as regras da álgebra vetorial, a força resultante em um corpo é a soma vetorial de todas as forças que atuam naquele corpo.

II - Objetivo Geral

Determinar a equilibrante de um sistema de duas forças colineares ou não;

Calcular a resultante de duas forças utilizando o método analítico e geométrico.

III - Material Utilizado

Um conjunto estrutural básico da mesa de força.

Três conjuntos de massas acopláveis de 50gf e gancho lastro.

Três extensões de cordão com ganchos.

Um conjunto de sustentação formado por perfil universal com fixador e tripés com três sapatas niveladoras amortecedoras.

IV - Fundamentos Teóricos

Forças são definidas como grandezas vetoriais na Física. Com efeito, uma força tem módulo, direção e sentido e obedecem as leis de soma, subtração e multiplicação vetoriais da Álgebra. Este é um conceito de extrema importância, pois mostra o movimento ou comportamento de um corpo pode ser estudado em função da somatória vetorial das forças atuantes sobre ele, e não de cada uma individualmente. Por outro lado, para obter forças resultantes, utiliza-se a lei dos cossenos e a regra do paralelogramo.

Qualquer ponto material fica em equilíbrio quando exerce sobre ele uma força F. Mostrando que o módulo de F seja tal que F = P. Temos assim, atuando sobre o ponto, duas forças de mesmo módulo, mesma direção e sentidos contrários que a resultante das forças atuantes nesse ponto é nula, isto é, R = 0. Pela primeira lei de Newton, é provado que todo ponto material estará em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Se o sistema está em equilíbrio e não apresenta movimento. Conclui-se que nenhuma força resultante age sobre ele. Assim, a força equilibrante Fe anula completamente a força peso F1. Isaac Newton desenvolveu o principio das forças em 1666 dc, tomando como base as leis de Galileu, relativas à queda dos corpos, e às leis de Kepler, a respeito do movimento dos planetas. Essas leis formam o verdadeiro alicerce da física e da engenharia, e consideradas com uma das maiores descobertas cientificas de todos os tempos.

V - Tabelas e Gráficos

Gráfico 01

Gráfico 02

Gráfico 03

VI - Descrição da Experiência Prática

- Foi fixado um conjunto de roldanas na mesa de forças;

- Montado um conjunto de massas, determinado seu peso e passado na - roldana e fixado no anel de aço no centro da mesa;

- No lado oposto a este conjunto foi preso o dinamômetro na haste e fixado ao anel de metal até obter o equilíbrio do sistema;

- Observado o valor da força equilibrante e marcada no dinamômetro;

- Fixado um conjunto de roldanas na direção deste conjunto;

- Montado um novo conjunto de massas e fixado na nova roldana;

- Verificado e anotado o novo valor encontrado no dinamômetro;

- Representado o esquema de forças graficamente.

VII - Resultados Obtidos

Foram alguns os resultados obtidos, seguem abaixo os mesmos:

- Para determinar o peso F1 de um conjunto de massa m formado por um gancho lastro mais duas massas o resultado obtido foi 1,2N.

- Para determinar o ângulo α que deva existir entre duas forças modulares, para que uma terceira força venha equilibrar o sistema foi o seguinte:

Fr² = F1² + F² + 2F1. F2.Cosα

Fr² = F1² + F² + 2F².Cosα

-F²= 2F² - Cosα

-F²= 2F² - Cosα

-F²/2F² = Cosα = -1/2 = 120°

VIII - Conclusão e Comentários

Nesta aula aprendemos que a força é um vetor, que para caracterizar um vetor necessitamos de um valor (módulo), uma direção e sentido,