Pêndulo

Universidade de Sorocaba

Engenharia Química

Laboratório de Física Geral Experimental III

Alavancas

Edilaine Mezavila

Luciane da Silva Santos

Prof. Diego A. C. Albuquerque

Sorocaba/SP

2012

1.Introdução Teórica

O estudo das alavancas está diretamente ligado ao conceito de equilíbrio, em especial ao de rotação. Graças aos estudos realizados em torno desse tema, diversas ferramentas puderam ser inventadas. Além disso, esses desenvolvimentos permitiram também uma compreensão do corpo humano, o qual utiliza os músculos como transmissores de forças e as articulações como pontos fixos de alavanca.

As alavancas são máquinas simples. Constituídas basicamente por uma barra rígida e um eixo de rotação (ponto de apoio). São utilizadas como amplificadores de força. A força aplicada sobre a alavanca é chamada de força motriz (FM) e atua num ponto da barra distante rM do eixo de rotação fazendo-a girar. O objeto que receberá a força amplificada reage com uma força igual e contrária chamada de força resistente (PC) num ponto distante rC do ponto de apoio. A ação das forças motriz e resistente sobre a alavanca resulta num esforço no ponto de apoio (eixo de rotação) que reage com uma força igual e contrária, chamada reação de apoio N.

Se a alavanca trabalhar na vertical, o peso da própria alavanca deve ser considerado (Pb = mb.g) e atua no centro de gravidade da barra, distante rC.G. do eixo de rotação.

As alavancas podem ser entendidas como um exemplo de equilíbrio do corpo rígido, ou seja:

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Vantagem mecânica (Vme) é definida pela razão entre a força resistente (PC) e a força motriz (FM) necessária para o equilíbrio estático do sistema, ou seja:

1.1 - Os elementos de uma alavanca

Toda alavanca é composta por três elementos básicos:

-PF: Ponto fixo, em torno do qual a alavanca pode girar,

-FP: Força potente, exercida cm o objetivo de levantar, sustentar, equilibrar, etc;

-FR: Força resistente, exercida pelo objeto que se quer levantar, sustentar, equilibrar, etc.

1.2 - Os tipos de alavancas

Podemos classificar as alavancas de acordo com o elemento que fica entre os outros dois pontos restantes. Seus nomes são: interfixa, interpotente e inter-resistente.

Dizemos que uma alavanca é do tipo interfixa quando o ponto fixo ocupa um lugar qualquer entre a força potente e a força resistente, como mostra a figura abaixo.

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Uma alavanca é considerada como sendo do tipo interpotente quando a força potente está localizada em algum lugar entre a força resistente e o ponto fixo. Veja a ilustração abaixo.

Uma alavanca é considerada como sendo inter-resistente quando a força resistente se encontra em algum lugar entre a força potente e o ponto fixo. Veja a figura abaixo.

1.3.- CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO DAS ALAVANCAS

Em uma alavanca em equilíbrio, o produto da força potente pelo seu braço deve ser igual ao produto da força resistente pelo seu braço.

Vamos chamar de “a” o braço da força potente (P) e de “b” o braço da força resistente (R), veja então:

2. Objetivo da Experiência

Estudar máquinas simples: alavancas.

3. Materiais Utilizados

• Barra Graduada

• Tripé

• Barra vertical

• Grampo Fixador

• Barra Horizontal

• Porta pesos com massas aferidas

• Dinamômetro

• Balança semi-analítica

• Régua

4. Procedimento Experimental

4.1. Faça as montagens indicadas:

Mantenha os dinamômetros perpendiculares à barra de alumínio (alavanca);

• Meça as distâncias R sempre a partir do parafuso (eixo de rotação) até o ponto de aplicação de cada força;

• rCG vai do parafuso até o meio da barra qua é onde atua a força peso da barra Pb;

• rm é a distância do eixo de rotação até a força motriz;

• rc é a distância do eixo de rotação até a força resistente (peso da carga);

• N é a força resistente que o parafuso deve suportar para manter o sistema em equilíbrio estático.

5.Resultados Obtidos

Interfixa

Peso+gancho grande: 109,7 g

Barra graduada com eixo de rotação em : 250,0 mm (meio da barra)

Distância do peso até o eixo de rotação: 110,0 mm

Distância do dinamômetro até o eixo de rotação: 220,0 mm

Força Motora (dinamômetro): 0,5 N

Inter-resistente