Laboratorio Fisica

Tração em Cordas

Por meio deste trabalho objetiva-se efetuar a leitura das forças de tração nos dinamômetros, obter estas forças por meio de cálculos e, por fim, compará-las, levando em consideração os erros propagados do experimento. Assim, esta prática dá início aos trabalhos com erros propagados.

Referencial teórico

Forças de tração são assim denominadas quando forças são exercidas nos corpos por meio de fios. Geralmente consideram-se as cordas e os fios como ideais.

Quando puxamos um objeto através de uma corda, estamos na verdade transmitindo força ao longo dessa corda até a extremidade oposta. Podemos dizer que cada pedaço dessa corda sofre uma tração, que pode ser representado por um par de forças iguais e contrárias que atuam no sentido do alongar da corda. Denominamos de tração na corda o módulo dessas forças, que formam um par.

Há duas possibilidades básicas de sistemas formados por corda e objeto: ou aceleração é zero e o sistema está em equilíbrio, ou existe aceleração e, portanto, há uma força resultante. Note que em ambos os casos a massa da corda será assumida como desprezível.

Sistema em equilíbrio

O sistema está em equilíbrio quando a soma de todas as forças é igual a zero.

Para exemplo, considere um sistema formado por um objeto sendo suspendido por uma corda sujeita a tensão (T), em velocidade constante ou em repouso. Pelo fato da velocidade ser constante ou nula, não há aceleração, e por isso o sistema está em equilíbrio. Nesse caso a tensão na corda, que puxa o objeto para cima, é igual (em módulo) à força peso (mg), que atrai o objeto para baixo.

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Sistema sob força resultante

Um sistema terá uma força resultante quando a soma de todas as forças é diferente de zero. Aceleração e força resultante são coexistentes.

Considere agora o mesmo sistema mencionado acima, exceto por sua velocidade estar aumentando durante o tempo. Nesse caso haverá diferença de velocidade, e consequentemente, aceleração positiva, o que provocará uma força resultante apontada para cima, indicando |mg| < |T|.

Em outro exemplo, suponha que dois corpos 1 e 2 possuindo massas m1 e m2, respectivamente, conectadas umas às outras por uma corda inextensível sobre uma polia sem atrito. Haverá duas forças atuando sobre o corpo 1: seu peso (P1 = m1.g) o atraindo para baixo, e a tensão T na corda, puxando-o para cima. Se a massa do corpo 1 for maior que a do corpo 2 (m1 > m2), haverá força resultante F1, sendo P1 - T, e então m1.a = m1.g - T.

Dinamômetro

O dinamômetro é um aparelho para medir força. Este instrumento de aferição possui o conceito de funcionamento muito mais simples do que podemos imaginar. Basicamente ele compara a força exercida por um objeto no espaço em relação a um ponto fixo de partida.

Ele consiste em uma mola calibrada (em acordo com a função escolhida), sendo que uma das extremidades é fixa e a outra móvel, a fim de comparar com o auxílio de uma escala graduada os valores obtidos. No caso da balança, o resultado pode ser obtido em gramas (quando de precisão), libras ou quilogramas.

Este dispositivo é dotado de:

• Estrutura

• Mola

• Gancho em uma das extremidades da mola

• Graduação na estrutura

Em uma das extremidades da mola encontra-se presa a estrutura graduada e em outra extremidade, o gancho, que se localiza fora da estrutura.

O princípio de funcionamento consiste na deformação que a mola sofre em razão da ação de uma força que é proporcional a esta força aplicada, sua intensidade é indicada na graduação existente na estrutura (dinamômetro ideal).

Material Utilizado

- 03 massas aferidas com gancho, cuja soma é 150,65 g

- 02 tripés tipo estrela com manípulo

- 02 fixadores metálicos com manípulo

- 01 carretel de linha

- 02 dinamômetros 02 N

- 01 haste fêmea 405 mm

- 01 haste macho 405 mm

- 01 transferidor de plástico 180º

- 02 manípulos com cabeça de plástico

Procedimento Experimental

Procedimento Experimental 1

- 01. Ajustou-se cada dinamômetro