Relatório Mesa de Forças

...

4) Pesou-se as massas;

5) Anotou-se os resultados na Tabela 1e realizou-se os cálculos.

DESENVOLVIMENTO

Para realizar o experimento o primeiro passo foi conferir o nivelamento da mesa de forças depois começamos a posicionar os pesos em forma de "S" de vários tamanhos, feitos de metal e que possuíam massas específicas. Observamos que a junção de vários "S" seria melhor, pois poderíamos alterar rapidamente o peso que racionava o fio, e consequentemente, movimentava a argola mais ao centro, ou mais para a lateral. Como a mesa possuía quatro fios presos à argola e pendida pelos pesos, resultaria então em quatro ângulos entre si. Cada fio recebera um peso (conjunto de "S") específico, logo não era igual para cada fio, portanto cada conjunto de pesos deveria ser pesado. Sabíamos que a força resultante seria nula através da concentricidade da argola perante a mesa, vista de cima. Se a argola estivesse centralizada, então estaria em equilíbrio. Pelo menos, este era o objetivo, até fazermos os cálculos para comprovarmos se a argola estava realmente concêntrica, logo em equilíbrio (força resultante = 0).

Realizamos as "medições" necessárias para fazer os cálculos e descobrir o valor da resultante de três modos diferentes: pelo método gráfico, pela lei dos cossenos e pela soma vetorial das componentes.

MÉTODO DA RESULTANTE PELA LEI DOS COSSENOS

R² = F1 ² + F22 + 2. F1.F2.cosα1 α = 31º α = 131 – 31

tgθ= β= 131º α= 100º[pic 2]

R1² = 39,60 ² + 99,92 + 2. 39,60 x 99,9.cos100º

R1² = 1568,16 + 9980,01 + 7912,08.cos100º

R1² = 11548,17 -1373,981

R1² = 100,86 gf

tgθ1= [pic 3]

tgθ1= [pic 4]

tgθ1= 4,4212

θ1= 77,25º

R10x => θ1’= 77,25 + 31

θ1’= 108,25

Cálculo da Resultante R2 entre R1 e F3

θ1’ = 108,25 α2 = 219 – 108,25

γ= 219˚ α2 = 110,75º

R2 = ? R2² = 100,87² + 104,16² + 2 x 100,87 x 104,16.cos110,75

F3 = 104,16 R2² = 10174,75 + 10849,30 – 7444,80

R1 = 100,75º R2 = 116,53

α2 = 110,75º

tgθ2= [pic 5]

tgθ2= [pic 6]

tgθ2=[pic 7]

tgθ2= 1,523 θ2= 56,706º

θ2’= θ2 + θ1’

θ2’= 56,706 + 108,25

θ2’= 164,95 θ2’ ͠= 165º

MÉTODO VETORIAL

F1 = 39,60 gf α = 31º

F1-> = F1 .cosα i->+ F1.senα.j->

F1-> =39,60 .cos 31º i->+ 39,60.sen31º.j->

F1-> = 33,94 gf i->+ 20,39 gf j->

F2 = 99,9 β = 131º

F2-> = F2 cosβ i->+ F2.senβ.j->

F2-> = 99,9. cos 131º i->+ 99,9.sen 131ºj->

F2-> = -65,54 gf i->+ 75,39 gf j->

F3 = 104,16 γ = 219º

F3-> = F3 cosγ i->+ F3.senγ.j->

F3-> = 104,16 cos 219º i->+ 104,16.sen 219º.j->

F3-> = -80,94 gf i->- 65,55 gf j->

R-> = F1-> + F2-> + F3->

R-> = (33,94-65,54-80,94) gf i-> + (20,39 + 75,39 - 65,55) gf j->

R = √(-112,54)2 + (30,23)2

R = √13579,10

R = 116,52

Tgθ = [pic 8]

Tgθ = [pic 9]

Tgθ = - 0,2686

θR = -15,03º

θR = -15,03 + 180

θR = 164,97

CONCLUSÃO

Neste experimento, utilizou-se uma mesa de forças para verificar o comportamento de uma partícula (argola) que sofre tração através de um fio, devido à corpos presos na ponta(considerados pesos necessários para tracionar o fio e assim movimentar a argola). Foram colocados 4 conjuntos de argola-fio-peso, em direções (ângulos) aleatórios entre si na mesa de forças, tinham como objetivo ser manipulados até se obter a força resultante (nula) que é demonstrada pelo equilíbrio da argola, centrada na mesa.

Um corpo possui equilíbrio, de maneira geral, quando as resultantes das forças que atuam nessa partícula são iguais a zero , Partindo disso temos dois tipos de equilíbrio o ESTÁTICO e o DINÂMICO, o estático ocorre quando a velocidade do corpo é igual a zero (v = 0) e o dinâmico ocorre quando a velocidade é diferente de zero e com essa mesma velocidade CONSTANTE, ou seja, se uma partícula se move com velocidade constante, ela sempre se encontrará em equilíbrio dinâmico.