Relatório de Física Geral e Experimental - Equilibrio em um Ponto

ResumoForam utilizados, neste experimento, uma mesa de força, polias com presilhas, suportes para massas, corpos de pesos desconhecidos, balança analítica com precisão de 0,001g e dinamômetro com precisão de 0,01N. Foi utilizado também, uma figura em formato de um disco graduado para obter, graficamente através da regra do paralelogramo, o módulo, a direção e o sentido da força equilibrante. A prática do experimento, o cálculo realizado e o traçado gráfico,corroboraram para provar a aplicabilidade das Leis de Newton, sendo que o erro relativo percentual entre o valor experimental da direção do vetor força equilibrante Ē com o valor teórico obtido pelo Teorema de Lamy é 0,392%. Sumário INTRODUÇÃO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL DADOS E ANÁLISES DOS RESULTADOS RESULTADOS E CONCLUSÕES REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA APÊNDICE A – FÓRMULAS ÚTEIS 3 4 5 8 9 10 2 . este experimento mostrará a aplicabilidade da Primeira Lei de Newton. se a partícula estiver em movimento retilíneo e uniforme em relação a um referencial. O equilíbrio pode ser estático. da Lei dos Cossenos e do Teorema de Lamy. Estático  Equilíbrio  Dinâmico (movimento retilíneo e uniforme) Utilizando-se da Regra do Paralelogramo. da Decomposição de Forças. ou dinâmico. 3 . Portanto.Introdução A Mecânica é historicamente o ramo mais antigo da Física. quando a resultante das forças aplicadas sobre ela é nula. A parte da Mecânica que estuda o equilíbrio dos corpos é a Estática. quando a partícula estiver em repouso em relação a um referencial. segundo um referencial. uma partícula está em equilíbrio. A Estática tem como premissa a primeira lei de Newton: “Quando a soma das forças aplicadas sobre uma partícula é nula.” Pode-se considerar o corpo estudado como sendo uma partícula ou um ponto material quando suas dimensões são desprezíveis em relação aos demais corpos da vizinhança. esta partícula está em equilíbrio. foi posicionado na direção de 170.03) m/s2.0º na mesa de forças.0º na mesa de forças. sendo a menor divisão igual a 1º. e o P2. a direção e o sentido da força equilibrante Ē. Através da Lei dos Cossenos e do Teorema de Lamy. sendo que o m1 continha duas massas desconhecidas e o m2 continha três massas desconhecidas. foi calculado o módulo e a direção do vetor força equilibrante Ē.81 ± 0.0º. peso correspondente ao portamassas com duas massas. Utilizando-se uma figura de um círculo graduado de 0º a 360º. o módulo. o P1. para que fosse obtido o equilíbrio entre os pesos P1 e P2. através da Regra do Paralelogramo. considerando o módulo da aceleração gravitacional g = (9. peso correspondente ao portamassas com três massas. 4 . foi posicionado na direção de 40.Procedimento Experimental Foi utilizada uma mesa de força e polias com presilhas.001g e os respectivos erros instrumentais em NC e no SI. pode então ser comparado através do valor experimental.01 N. O vetor força equilibrante Ē. do valor teórico e do valor gráfico encontrados. foi determinado experimentalmente a direção e a intensidade do vetor força (equilibrante). Com um dinamômetro de precisão de 0. foi possível determinar.0º e de 170. As massas de dois portamassas foram determinadas através do auxílio de uma balança analítica com precisão de 0. Com a determinação das intensidades das forças pesos correspondentes a cada conjunto. de modo que as mesmas foram posicionadas nas direções dos ângulos de 40. 81 ± 0.004) N P2 = (1.11788 ± 0.81  P1 = 1.16930 x 9. sendo que o m1 continha duas massas desconhecidas e o m2 continhas três massas desconhecidas.81 x 0.00001) + (0.03) P1 = 0.16930 x 0.00001) + (0. utilizando o dinamômetro.28 N F1 F2 α F δ β Ē 5 .11788 x 9.004 N P2 = (9. os valores obtidos foram: Vetor força equilibrante Ē = 1.03) P2 = 0. temos: P1 = m1 x g  P1 = 0.156 ± 0.81  P2 = 1.16930 ± 0.005 N Portanto: P1 = (1.661 ± 0.03) m/s2.005) N Experimentalmente.00001) kg m2 = (0.00001) kg Considerando o módulo da aceleração gravitacional g = (9. Os valores encontrados foram: m1 = (0.156 N P2 = m2 x g  P2 = 0.661 N Cálculo da soma de Incerteza de Erros: P = g x m + m x g P1 = (9.81 x 0.11788 x 0.Dados e Análises dos Resultados Foram obtidas as massas dos portamassas m1 e m2. 457j ou Ē = 1.191i – 0.1.3 N δ = 93º β = 137º Aplicando a Lei dos Cossenos. os resultados obtidos foram: Vetor força equilibrante Ē = 1.276 N 6 .048j F2 = 1. para se obter os ângulos δ e β: Obtemos então: α = 130º β = 136º δ = 94º Para o cálculo do módulo de Ē temos: F1 = 1.661 N ou F2 = 0. foi obtido o seguinte valor para Ē: Ē=R= Ē=R= Ē=R= Ē = R = 1.275 N Com esse resultado.489i + 1.505j Resultando em: Ē = 1.702i . foi aplicado o Teorema de Lamy.δ = 93º β = 137º Na figura do disco graduado.156 N ou F1 = 0. utilizando-se da Regra do Paralelogramo. 275 N e 1. calculado e gráfico foram praticamente iguais: 1.3 N respectivamente. temos o seguinte erro relativo percentual: Ē% =  Ē% = 1. temos o seguinte erro relativo percentual: Ē% =  Ē% = 1.28 N.Comparativamente.392% Entre o valor teórico e o valor gráfico. 1.960% Entre o valor experimental e o valor gráfico.538% 7 . os valores do vetor força resultante Ē nos métodos experimental. Temos então que o erro relativo percentual dado entre o valor teórico e o valor experimental é: Ē% = Ē% =  Ē% = 0. gráfico e teórico (calculado). podemos constatar a aplicabilidade das Leis de Newton tanto pelo método prático.Resultados e Conclusões A partir desse ensaio. o que não interfere de maneira significativa nos resultados obtidos de comprovação da teoria das Leias de Newton na prática laboratorial. influenciado pelas variáveis em cada método como erro de leitura (paralaxe) e utilização de régua plástica para a leitura da figura gráfica. obtendo-se uma pequena variação entre os métodos. 8 . Rio de Janeiro: Guanabara Dois..Referência Bibliográfica 1. 9 . TIPLER. 1985. Paul A. Física. 2ª Ed. APÊNDICE A – Fórmulas úteis Teorema de Lamy: Erro relativo percentual: Ē% = 10 .