Relatorio Fisica

• Reconhecer as condições de equilíbrio estático.

• Determinar as forças que atuam em um plano inclinado.

• Encontrar os componentes da força peso em um plano inclinado.

• Traçar os gráficos das componentes da força-peso em função do ângulo de inclinação.

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.

Resumindo, o plano inclinado permite uma troca força x distância que é conveniente nas suas aplicações.

o Cálculo das forças atuantes sobre um objeto em um plano inclinado

Há 3 forças a serem consideradas:

1) A força peso atuando no objeto devido à gravidade (mg, atuando verticalmente e para baixo);

2) A força normal (N) exercida no objeto pelo plano e deve equilibrar a componente reativa do peso (mg cosθ, perpendicular ao plano);

3) A força potente (F) aplicada pelo operador, que atua na direção paralela à superfície do plano inclinado e deve equilibrar a componente ativa do peso (mgsenθ, paralela ao plano).

Podemos decompor a força gravitacional em dois componentes, um perpendicular ao plano e outro paralelo. Como não há movimento perpendicular ao plano, a componente da força gravitacional nessa direção (mgcosθ) é igual à força normal N exercida pelo plano.

O confronto das duas forças opostas e paralelas à superfície do plano (força potente F aplicada pelo operador e componente ativa do peso mgsenθ) definirá se o objeto irá deslisar para cima, ou para baixo, ou ainda se permanecerá em repouso sobre o plano.

No equilíbrio, negligenciando-se as forças de atrito, teremos: F = mgsenθ e N = mgcosθ .

o Materiais:

- 01 Kit Plano inclinado;

- 02 Dinamômetros

- 01 Carrinho

o Procedimento

Inicialmente regulou-se a rampa com uma inclinação de 5º, colocou-se um carrinho sobre a rampa inclinada e prendeu-se uma das extremidades em um dinamômetro, e foi encaixado outro dinamômetro na argola presa sobre o carrinho. Anotou-se os resultados.

Regulando a rampa de 5 em 5º até 25º, repetiu-se o experimento anotou-se todos os resultados.

Ao final do experimento com o auxilio de uma calculadora, calculou-se os valor de Px e Py teóricos para os mesmos ângulos medidos anteriormente.

Considerando a massa do carrinho 0,117241 kg. Os resultados obtidos do experimento, foram organizados na tabela abaixo.

Ângulo Dinamômetro horizontal Dinamômetro vertical

5º 0,06 N 1,16 N

10º 0,16 N 1,12 N

15º 0,26 N 1,10 N

20º 0,36 N 1,00 N

25º 0,44 N 0,86 N

Tabela 1 – Medidas de acordo com a inclinação na prática.

Considerando a massa do carrinho 0,117241 kg e g = 9,81 m/s2 com o auxilio de uma calculadora, calculou-se os valores de Px e Py teóricos.

Figura 01 - Representação das forças exercidas num corpo livre num plano inclinado.

Px = P senθ

Px = m . g . senθ

Ângulo 5°

Px = 0,117241 . 9,81. sen5° = 0,1002 N

Ângulo 10°

Px = 0,117241 . 9,81. sen10° = 0,1997 N

Ângulo 15°

Px = 0,117241 . 9,81. sen15° = 02977 N

Ângulo 20°

Px = 0,117241 . 9,81. sen20° = 0,3934 N

Ângulo 25°

Px = 0,117241 . 9,81. sen25° = 0,4861 N

Py = P cosθ

Py = m. g . cosθ

Ângulo 5°

Py