Mesa de força

Páginas: 9 (2094 palavras) Publicado: 9 de abril de 2014
Objetivos

Através de atividades realizadas numa mesa de forças, identificar e determinar a equilibrante de um sistema de duas forças colineares ou não-colineares e calcular a resultante de duas forças utilizando método algébrico e geométrico. Comprovar o efeito de mudança de ângulo no módulo da força resultante.

Introdução

Forças são definidas como grandezas vetoriais em Física. Comefeito, uma força tem módulo, direção e sentido e obedecem as leis de soma, subtração e multiplicação vetoriais da Álgebra. Este é um conceito de extrema valia, pois comumente o movimento ou comportamento de um corpo pode ser estudado em função da somatória vetorial das forças atuantes sobre ele, e não de cada uma individualmente. Por outro lado, uma determinada força pode também ser decomposta emsubvetores, segundo as regras da Álgebra, de modo a melhor analisar determinado comportamento.

Advém da compreensão da força como uma grandeza vetorial a definição da Primeira Lei de Newton. Esta lei postula que:

Considerando um corpo no qual não atue nenhuma força resultante, este corpo manterá seu estado de movimento: se estiver em repouso, permanecerá em repouso; se estiver em movimento comvelocidade constante, continuará neste estado de movimento.

Assim, pode-se de fato aplicar várias forças a um corpo, mas se a resultante vetorial destas for nula, o corpo agirá como se nenhuma força estivesse sendo aplicada a ele. Este é o estado comum de "equilíbrio" da quase totalidade dos corpos no cotidiano, já que sempre há, na proximidade da Terra, a força da gravidade ou peso atuandosobre todos os corpos. Um livro deitado sobre uma mesa está na verdade sofrendo a ação de pelo menos duas forças, que se equilibram ou anulam e dão-lhe a aparência de estar parado. O Anexo ao final deste relatório traz maiores informações acerca de forças e suas características.

Os experimentos a seguir ajudarão a demonstrar o comportamento algébrico e geométrico de duas forças. O formato deapresentação dos experimentos procurará acompanhar o roteiro que faz parte do material usado. A discussão, quando apropriado, far-se-á intercalada à descrição dos experimentos.

Parte Experimental

Parte I - Composição de Forças Colineares

Material Utilizado (Comum a todos os experimentos posteriores)

Um conjunto estrutural de mesa de força de referência 7728/MMECL, fabricado pela MaxwellMetalurgia e Equipamentos Científicos Ltda.

Dois conjuntos de massas acopláveis de 50gf e gancho lastro.

Três extensões de cordão com ganchos.

Um alinhador para dinamômetro nivelado para alinhamento a 90o.

Um conjunto de sustentação formado por perfil universal com fixador e tripé com três sapatas niveladoraS amortecedoras.

Um dinamômetro de 2 newtons.







Figura 1: Mesade Forças.



Figura 2: Mesa de forças e suporte para dinamômetro.

Procedimento e Discussão

Determinou-se o peso F1 do um conjunto de massa m formado por um gancho lastro mais duas massas acopláveis.

F1 = 1,154 N

Uma roldana foi afixada na posição 0o da mesa de forças, e o conjunto de massa m, através do cordão, foi passado por ela e afixado no anel central. Ver Figura 3.Figura 3: Vista superior da mesa de forças.





A fim de conferir equilíbrio ao sistema, uma segunda força Fe, denominada equilibrante, será aplicada segundo direção e sentido apropriados. A fim de obter tal façanha, prendeu-se o conjunto de suporte com o dinamômetro na ponta oposta da massa m, de modo que o anel central que prende os ganchos com fios ficasse centrado no pino existente nomeio do disco de forças.

Alinhou-se a altura do dinamômetro com a altura da mesa de forças, de modo a que os fios de ligação ficassem paralelos à mesa, mas que não a tocassem, evitando assim forças de atrito indesejáveis. Batendo com o dedo levemente sobre a mesa e sobre a capa de proteção do dinamômetro, tensões foram aliviadas enquanto movia-se o conjunto do dinamômetro, mantendo o anel...
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