Momento de uma Força Perpendicular ao Vetor Posição

[pic 1]

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT

UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA

FÍSICA EXPERIMENTAL I (TURMA 05)

PROFESSORA: CLEIDE MARIA DINIZ PEREIRA DA SILVA

ANA CLÁUDIA MEIRA DE FARIAS

 

Relatório: Momento de uma força perpendicular ao vetor posição

Campina Grande - PB

06 de agosto de 2021

Lista de Tabelas

Tabela I-A – Peso e distância do prato até o centro da barra balança8

Lista de Gráficos

Gráfico 1 – Momento de uma força perpendicular ao vetor posição8

Lista de Figuras

Figura 1 – Montagem do experimento6

Figura 2 – Ilustração do prato da balança7

Figura 3 – Sistema ilustrativo7

Figura 4 – Representação do sistema coma adição do vetor Ptp9

Sumário

1 INTRODUÇÃO6

1.1 OBJETIVO6

1.2 MATERIAIS UTILIZADOS6

1.3 MONTAGEM6

2 PROCEDIMENTOS E ANÁLISES7

2.1 PROCEDIMENTOS7

2.2 TABELAS E DADOS COLETADOS8

2.3 ANÁLISES8

3 CONCLUSÕES11

4 ANEXOS13

    4.1 DETERMINAÇÃO DAS CONSTANTES A E B13

4.2 DETERMINAÇÃO DO MOMENTO M13

4.3 DETERMINAÇÃO DO ARREDONDAMENTO13

1 INTRODUÇÃO

1. OBJETIVO

Esse experimento tem como objetivo principal determinar a expressão que quantifica a capacidade que uma força tem de fazer um corpo girar em relação a um ponto, no caso em que o vetor posição é perpendicular à sua direção.

1. MATERIAIS UTILIZADOS

• Balança de dois pratos;
• Massas padronizadas;
• Suporte para suspensão;
• Escala milimetrada;
• Cordão;

1. MONTAGEM

Figura 1 – Montagem do experimento

[pic 2]

(Fonte: Guia do experimento 5)

2 PROCEDIMENTOS E ANÁLISES

2.1 PROCEDIMENTOS

Inicialmente, foi-se medido o peso Pp dos pratos da balança de dois pratos, como ilustrado na Figura 2, chegando-se ao seguinte valor: Pp = 30,5gf para cada um dos pratos.

Figura 2 – Ilustração do prato da balança

[pic 3]

(Fonte: Guia do experimento 5)

Após feito isso, o prato da esquerda foi mantido na mesma posição durante todo o experimento, porém, o prato da direita foi pendurado em cada um dos orifícios à direita do centro da barra balança. A fim de manter o equilíbrio entre a barra balança e a direção horizontal, foram colocados pesos no prato da direita, com peso total Ptp, como mostrado no sistema montado abaixo.

Figura 3– Sistema ilustrativo

[pic 4]

(Fonte: Guia do experimento 5)

Logo após, para cada orifício em que o prato à direita foi pendurado, mediu-se o peso P e a distância r do prato ao centro da barra balança.

2.2 TABELAS E DADOS COLETADOS

Após os procedimentos realizados os dados observados foram anotados na tabela abaixo, onde podemos observar que, a distância r vai diminuindo, se torna necessário que r aumente o peso total do prato que está sendo aproximado de forma graduada do Ptp centro da barra balança, com o objetivo de equilibrar o peso Pp do prato da esquerda.

 

Tabela I-A – Peso e distância do prato até o centro da barra balança

	1	2	3	4	5
r (cm)	21,0	16,5	12,0	7,5	3,0
Ptp (gf)	30,5	38,2	54,3	84,5	214,8

(Fonte: Guia do experimento 5)

2.3 ANÁLISES

Após os procedimentos feitos anteriormente, com os dados coletados da Tabela I-A, foi-se traçado um gráfico do comprimento r versus o seu peso Ptp utilizando o LAB Fit.

Gráfico 1 – Momento de uma força perpendicular ao vetor posição

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(Fonte: Retirado através de cálculos realizados no LAB fit)

  A partir do gráfico, também obtemos os seguintes parâmetros:

[pic 6]

)[pic 7]

Após a leitura do gráfico, podemos concluir que ele mostra uma curva decrescente, como uma hipérbole, de outra forma, podemos dizer que a função é uma função inversa, a qual pode ser expressada como  ou ainda como , devendo ser a e b valores reais com b maior ou igual a 0.[pic 8][pic 9]

Enquadrando nesse experimento, podemos escrever essa função da seguinte forma:

              (1)[pic 10]

Ao observarmos a constante M, podemos dizer que ela indica a proximidade da curva com o eixo da distância das coordenadas, devendo ser entendida como o momento r da força F com relação ao ponto central da barra balança.