Centro de massa

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  • Publicado : 7 de outubro de 2012
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Introdução
Este relatório teve intuito sobre o conceito do centro de massas, centro de equilíbrio, torque, braço de alavanca, balança de braço.
Entendeu-se o conceito de centro de massa e de torque. Calibrar uma balança de braço para medir massas.
Para a realização deste experimento foram usados alguns equipamentos que estão relacionados lodo mais abaixou, também tem algumas tabelas parafacilita a visualização sobre o centro de massas, centro de equilíbrio, torque.
Alguns fundamentos teóricos, para alterar o movimento de translação de um corpo, variando sua quantidade de movimento linear são necessários a aplicação de uma força sobre seu centro de massa. Para alterar o movimento de rotação mudando a quantidade de movimento angular é necessária a aplicação de um torque.

Centro demassas
Para girar uma barra em repouso sobre uma mesa é aplicada uma força perpendicular à barra em uma de suas extremidades. Se a força for aplicada no centro de massa da barra, esta adquirir apenas movimento de translação. Este mesmo princípio é válido ao girar a maçaneta de uma porta, o botão de um rádio e o pé de vela da bicicleta.
Quanto mais próxima do eixo de rotação for aplicada aforça, maior será a dificuldade de realizar o movimento de rotação. Veja a dificuldade em
girar uma maçaneta cuja haste esteja quebrada. O centro de massa de um corpo é o ponto onde se considera que toda a massa esteja concentrada para
efeitos de cálculo.
O centro de massa não precisa coincidir com o centro geométrico ou o centro de gravidade.
O centro de massa nem ao menos precisa
estarlocalizado dentro do corpo. Em um sistema composto por n partículas de massa mi localizadas na posição ri, o centro de massa R é dado por:


R ⃗=1/M ∑▒〖m_i (r_i ) ⃗ 〗
Torque
O torque é uma grandeza vetorial definida como a fração da força aplicada sobre um objeto que é efetivamente utilizada para fazê-lo girar em torno de
um eixo ou ponto central (ponto pivô).A distância do ponto central ao ponto onde atua a força F é chamada braço do momento e denotada por r. O torque T é definido pela relação:

T ⃗=d/dt(r ⃗×m.v ⃗)

Considerando que não haja variação na quantidade de massa no tempo, e que a distância entre o eixo de rotação e o ponto de apoio se mantenha constante,

dm/dt=0 e (dr⃗)/dt=0



A equação (1) para o torque é reescrita como o produto vetorial:

T ⃗=r ⃗×m (dv ⃗)/dt=r ⃗×F ⃗
|T ⃗ |=|r ⃗ |.|F ⃗ |.sin⁡θ

sendo θ o ângulo entre o braço do momento e a força aplicada.
Montagem e procedimento experimental

Na Figura é apresentado o diagrama da montagem experimental.


Figura: Diagrama da montagem experimental.Matérias
Jogo de arruelas, um suporte universal, uma balança, uma régua, um jogo contendo algumas massas desconhecidas e alguns ganchos para equilibra a barra perfurada.

Métodos
Usou-se uma balança para pesarem-se algumas arruelas que teriam que conter as mesmas massas. Também foi utilizado um porte universal contendo alguns orifícios em umabarra perfurada, colocou se nesta barra perfurada alguns ganchos como massas desconhecidas apenas para equilibra a barra perfurada. Usou-se também um jogo de 5 massas desconhecendo seus valores como massas e suas dimensões.

Equipamentos
1 suporte universal em Y
1 barra de aço de 70
1 mufa
1 haste com eixo
1 barra perfurada de alumínio
1 estojo com contrapesos e ganchos
1 réguaPrática 1 - Calibração da balança de braço

1. Montou-se o suporte universal com um eixo de apoio na direção horizontal, de acordo com o diagrama apresentado na figura.
2. Encaixou-se a barra de alumínio perfurada no eixo de apoio, obtendo o equilíbrio estático.
3. Fixou-se um gancho no primeiro furo da haste, à direita e...
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