RELATÓRIO DE EQUILIBRIO FISICA TEÓRICA

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Centro Universitário Estácio Radial de São Paulo
VILA DOS REMÉDIOS
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL 1
PROFESSORO: LOGARINHOS
SÃO PAULO – SP
2017
ROTEIRO DE LABORATÓRIO – EXPERIÊNCIA FORÇAS 1 - EQUILIBRIO
	
Trabalho apresentado ao Professor Carlos Lagarinhos da
Disciplina Física Experimental 1 do 
Curso ENGENHARIA CIVIL
Forças que Agem no Equilíbrio de um Corpo numa Rampa
SÃO PAULO – SP
2016
RESUMO
Neste experimento, iremos observar reconhecer e analisar as condições de equilíbrio de um móvel sobre uma rampa. Sabemos que, para que o estado de repouso de um corpo seja mantido, nenhuma força deve estar atuando sobre esse corpo. Mais precisamente, a somatória de todas as forças que atuam nesse corpo (denominada "força resultante") deve ser nula. Dessa forma, no decorrer da experiência, estudaremos os efeitos das forças atuantes envolvidas no sistema e, com o auxílio de algumas ferramentas, poderemos determiná-las, afim de confrontar os dados obtidos experimentalmente com os cálculos teóricos definidos pela Mecânica Newtoniana, que é o nosso objeto de estudo e de onde provêm todos os conceitos que utilizaremos.
1 - INTRODUÇÃO
A Física envolve tanto o estudo dos movimentos dos objetos (como as acelerações) quanto o estudo da causa da aceleração dos objetos, ou seja, o estudo da força que age sobre o objeto fazendo sua velocidade ser alterada.
A força, principal enfoque desta experiência, está relacionada com as três leis de Newton. Por ser uma grandeza vetorial, ou seja, dotada de módulo, direção e sentido, nós podemos calcular e representar duas ou mais forças que atuam num mesmo corpo como uma única força total, ou força resultante, quando procedemos somando vetorialmente essas forças.
Primeira Lei de Newton
"Se nenhuma força resultante atua sobre um corpo, sua velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não pode sofrer uma aceleração."
res = 0
Segunda Lei de Newton
"A força resultante que age sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração."
res 
Terceira Lei de Newton
"Quando dois corpos interagem, as forças que cada corpo exerce sobre o outro são sempre iguais em módulo e têm sentidos opostos."
	g y
	g 
	g 
O peso de um corpo é igual ao módulog da força gravitacional que age sobre o corpo.
Substituindo g por , obtemos a equação:
	
	
	
Que relaciona o peso de um corpo à sua massa.
Temos, ainda, a força normal, que é caracterizada pela "reação" das superfícies nos corpos que sobre elas exercem alguma força:
"Quando um corpo exerce uma força sobre uma superfície, a superfície (ainda que aparentemente rígida) se deforma e empurra o corpo com uma força normal N que é perpendicular à superfície."
Como é uma força de reação à compressão que a superfície sofre pelo corpo, então ela tem mesmo módulo e orientação que a força de compressão, e sentido contrário.
2 – OBJETIVOS
Nosso objetivo foi compreender interpretar e aplicar o conhecimento de forças de equilíbrio, medindo o peso e utilizando um carrinho para percorrer distâncias pré-definidas em uma rampa.
CONCEITOS
Movimento: é a variação de posição espacial de um objeto ou ponto material no decorrer do tempo.
Aceleração: é a taxa de variação da velocidade; rapidez com a qual a velocidade de um corpo varia (grandeza vetorial).
Força: é uma grandeza que tem a capacidade de vencer a inércia de um corpo, modificando-lhe a velocidade (grandeza vetorial).
Massa: propriedade intrínseca de um corpo, ou seja, uma característica que resulta automaticamente da existência do corpo (grandeza escalar).
Equilíbrio: estado dos corpos em que atuam forças iguais e contrárias, de resultante nula.
Plano inclinado: superfície plana cujos pontos de início e fim estão a alturas diferentes.
Sistema: um sistema é formado por um ou mais corpos, e qualquer força exercida sobre os corpos do sistema por corpos fora do sistema é chamada de força externa.
Tração: é a força aplicada por uma corda presa a um corpo e esticada. Equivale ao módulo da força exercida sobre o corpo. Considera-se que a corda possui massa desprezível e que ela é inextensível (rígida). Geralmente funciona como uma ligação entre dois corpos, puxando-os com forças de mesmo módulo, independentemente do sistema estar submetido a uma aceleração ou de a corda passar por polias (sem massa e sem atrito).
Atrito e força de atrito: é a resistência que se opõe ao deslizamento de um corpo sobre uma superfície. A força de atrito se caracteriza por ser ter direção paralela e sentido oposto ao movimento (ou à tendência ao movimento).
Pode ser calculado por:
	
	at
	
Onde é a força normal de reação da superfície à compressão pelo corpo e é o coeficiente de atrito entre esse corpo e a superfície (grandeza adimensional, relativa à forma/rugosidade da superfície).
3 – MATERIAIS
Para elaboração dos testes e experiência utilizamos os seguintes materiais abaixo:
01 rampa de plano inclinado com régua 
01 tripé tipo estrela 
01 haste 405 mm
01 fixador plástico com haste de rotação
01 carrinho
01 transferidor 90º com seta indicadora
03 discos com 50 g cada
01 dinamômetro de 2 N
IMAGENS DO EXPERIMENTO 
4 – Procedimento experimental
Montamos o equipamento e iniciamos o experimento pesando o carrinho com os discos de 50 g, iniciando a pesagem com um disco acoplado usando um dinamômetro, inclinamos a rampa em um ângulo de 0 = 10º, soltamos o carrinho na rampa e registramos os valores, realizamos 6 vezes, os valores obtidos da força exercida no dinamômetro, conforme os ângulos que a rampa formava conforme era indicado no roteiro do relatório construímos as tabelas e gráficos.
5 - Resultado
Foi observado durante o experimento que a força de tensão se altera conforme as três massas (peso) eram colocadas sobre o carrinho, e a inclinação da rampa e fator importante para determinar a aceleração de deslocamento. 
6 - Conclusão
Nesta experiência foi possível reconhecer os efeitos das forças no móvel: tensão, peso, etc. Podemos dizer que todas elas estão relacionadas com a aceleração da gravidade.
O peso pôde ser decomposto nas componentes Px e Py, que são diretamente dependentes do ângulo de inclinação da rampa, e previmos que quanto maior o ângulo maior será a componente Px e a tensão no cabo (indicado pelo dinamômetro), e menor a componente Py que é igual a força normal a superfície e vice-versa.
Durante o segundo experimento realizado sobre o reconhecimento das condições de equilíbrio de um móvel sobre uma rampa, foi possível reconhecer os efeitos das forças no móvel, tensão, peso, atrito, etc., podemos dizer que todas elas estão relacionadas com a aceleração da gravidade.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HALLIDAY, David. Fundamentos de Física, volume I, 8. ed.- Rio de Janeiro: LTC, 2008
ANJOS, Ivan G. Física, 6 ed. IBEP: São Paulo, 2000.
BONJORNO, Regina A.. WAGNER, José Roberto. Física fundamental. 1 ed. FTD: São Paulo, 1993. http://www.dicio.com.br/equilibrio
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