01 Equilibrio de uma particula e corpo rigido 2015

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE FÍSICA

ROTEIROS EXPERIMENTAIS
LABORATÓRIO DE FÍSICA 2

EQUILIBRIO DE UMA PARTICULA E DE UM CORPO EXTENSO

Maceió – AL
2015

1. Equilíbrio de uma partícula
1.1. Objetivos
 Verificar o processo de decomposição de uma força;
 Compreender a condição de equilíbrio de uma partícula;
 Verificar a validade do teorema de Lamy;
 Determinar o peso de um objeto pelo método de decomposição de forças e pelo teorema de Lamy.

1.2. Fundamentação teórica
Consideramos como uma partícula todo corpo cujas dimensões são desprezíveis.
Sendo assim, para estar em equilíbrio (com velocidade constante ou nula), é necessário e suficiente que a força resultante sobre essa partícula seja nula.

Figura 1 - Diagrama de forças.

Fonte: Lab. Ensino Física UFAL – 2013.

Quando as forças são perpendiculares, como na figura 1, precisamos dizer que para o corpo estar em equilíbrio deve ser nula a força resultante ao longo do eixo x e, ao longo do eixo y.
Logo, para a partícula estar em equilíbrio, tem-se que:
∑ 𝐹𝑥 = 0

[1]

∑ 𝐹𝑦 = 0

[2]

Mas, se sobre o corpo temos uma força que forma um ângulo entre 0° e 90°, devemos antes, impor a condição de equilíbrio, realizar uma decomposição de forças nos eixos X e Y, através das equações [3] e [4].
𝐹𝑥 = |𝐹| . cos 𝜃

[3]

𝐹𝑦 = |𝐹| . sin 𝜃

[4]

Para uma partícula em equilíbrio e que está submetida à ação de três forças, podemos também, utilizar o teorema de Lamy, que pode ser enunciado da seguinte forma: “Quando um ponto material está em equilíbrio e submetido à ação de três forças coplanares e concorrentes, a intensidade de cada uma dessas forças é diretamente proporcional ao seno do ângulo formado pelas outras duas forças”.

De acordo com a lei dos senos, podemos representar matematicamente o teorema de Lamy com a expressão [5].
𝐹1
sin 𝛼

=

𝐹2 sin 𝛽

=

𝐹3 sin 𝛾

[5]

Onde α é o ângulo oposto à F1, β é o ângulo oposto a F2 e γ é o ângulo oposto à
F3.

1.3. Materiais utilizados


2 tripés