Análise do equilíbrio estático

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS

INSTITUTO SUPERIOR

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

LEONARDO ARAGAO SANTOS

FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I

(LABORATÓRIO DE FÍSICA)

Goiânia

2014/1

Objetivo:

• Verificar as condições de equilibrio de um corpo sobre o qual atuam diversas forças.

INTRODUÇÃO

A análise do equilibrio estático é muito importante na prática de engenharia. O engenheiro, ao projetar qualquer estrutura, deve isolar e identificar todas as forçar e torques externos que podem atuar sobre ela e, por meio de um bom projeto e de uma escolha inteligente de materiais, garantir que a estrutura permanecerá estável sob a ação dessas forças e torques.Tal análise é necessaria para garantir, por exemplo, que pontes não entrarão em colapso sob suas cargas de tráfego e de vento, ou, para citar um outro exemplo, que o trem de aterrissagem de aeronaves resistirão ao choque de aterrissagens bruscas.

Os movimentos de translação e rotação de um corpo são governados pela segunda lei de Newton, expressa em termos lienar P e do movimento linar L.

em que Fres é a força resultante e t(res) é o torque resultante. Se o corpo estiver em equilíbrio de rotação (L for constante) e translação (P for constante) - veja a Figura, podemos enunciar duas exigências para o equilíbrio:

MATERIAIS ULTILIZADOS

• Barra metálica ( Ou plastica) – Travessão;

• Massa aferida;

• Requa graduada ( ou trena );

• Balança;

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAIS

1º - Experiencia:

Com o travessão(barra) colocado no suporte, preso ao pino no movel (preso por uma trava que regula sua altura), colocamos massas diferentes e espaçamentos diferentes também afim de testar e encontrar o equilibrio, pois se aumentar a massa e não diminuir a distancia, não teriamos equilibrio.Foi alterado entao a massa e a distância de onde era colocados essas massas na barra. E foi muito interassante verificar que ao aumentar a massa e diminuir a distância o sistema fica em equilibrio. Foi usado o exemplo da porta ao aplicar o toque na mesma.

O processo foi repetido cinco vezes, é importante frizar que a massa do pino de sustentação do “peso” foi medida pela balança e já colocada ao total de massas do sistema, para não afetar o mesmo.

Na figura abaixo temos um exemplo de como foi feita essa experiencia.

Se analisarmos, temos furos na barra, esses furos como dito anteriormente são para modificar a distância dos “pesos”, mas se modificar a distância é necessario mudar também a massa para que o nosso sistema continue em equilibrio.

2º - Experiencia:

Na segunda experiencia, era para ser calculado uma massa desconhecida atraves das formulas de condição de equilibrio, sabendo uma massa e as duas distâncias a da massa conhecida e a da massa desconhecida. Colcamos a massa desconhecida a uma distâcia de 7,5cm, já a massa conhecida era de 113g e 17,5cm. Através da condição de equilibrio descobrimos que a massa do objeto desconhecido era de aproximadamente 266gramas. Tivemos um pequeno erro porcentual, que foi de menos de um por cento 0,87%.

RESULTADOS

• Tabela – Experiencia 1

Distância 1

(m) Massa m1 (g)

Força 1

(N) Torque 1

(Nm) Distância2

(m) Massa m2 (g)

Força 2

(N) Torque 2

(Nm) Erro

%T

0,203 28 0,282 0,058 0,101 58 0,577 0,057 1,74

0,124 72 0,721 0,089 0,152 63 0,599 0,091 0

0,051 111 1,068 0,052 0,151 37 0,351 0,054 0

0,176 24 0,247 0,044 0,074 58 0,576 0,042 0