Equilíbrio Estático De Um Corpo rígido

EXPERIÊNCIA II.

I. TÍTULO: Equilíbrio estático de um corpo rígido.

II. OBJETIVOS: Estudo do equilíbrio estático de um corpo rígido homogêneo.

III. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Corpo Rígido é o conjunto de partículas agrupadas de forma que a distância entre as partes que constituem o corpo ou o sistema não sofram mudança, ou seja, essas partículas não se alteram para um referencial fixado no próprio corpo. O corpo rígido executa os movimentos de rotação, translação ou os dois de forma combinada.

O Equilíbrio Estático é uma definição baseada no repouso, ou seja, na relação de determinado referencial externo, quando nenhuma partícula que o constitui se move em relação a um dado referencial. As situações de equilíbrio sempre dependerão do referencial adotado, isso porque o estudo de um equilíbrio depende do outro.

L

C Barra (Corpo)

MF

Apoio F

X

A figura acima representa uma barra (corpo) rígida, com massa uniforme homogênea (vimos na experiência I – que a massa depende da densidade e do volume). A barra tem comprimento L e está sobre um ponto de apoio.

O comprimento X que é a distância entre o apoio e a extremidade do lado maior da barra, devido a sua massa, faz com que a mesma tenha tendência a girar.

A isto denominamos TORQUE (T) que é produzido pela FORÇA (F) da barra em relação ao apoio definido pela distância X. Assim:

T = F. d

Onde: T = torque (N.m), F = força (N) e d = distância (m).

Se produzirmos o equilíbrio, e a barra permanecer na horizontal, temos que a somatória dos torques será igual à zero.

∑ T = 0

O equilíbrio nos corpos rígidos acontece quando duas situações forem satisfeitas:

Quando a força resultante que atua sobre o corpo for nula;

Quando a soma dos momentos das forças que atuam sobre o corpo em relação a qualquer ponto for nula.

F ⃗.d =F ⃗eq.d^'→F ⃗eq=(F ⃗.d)/d'

Erro Percentual=(Força Teórica-Força Experimental)/(Força Teórica)

IV. MATERIAL DISPONÍVEL

Perfil universal (2), tripé, suporte para molas, suporte com uma massa, dinamômetro, barra e régua.

Figura 1 Figura 2 Figura 3

Figura 4 Figura 5 Figura 6 Figura 7

Figura 8 Figura 9

V. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Observações:

As letras A e B, nas figuras, correspondem às posições do apoio da barra metálica.

As letras P e Q, nas figuras, correspondem às posições onde o dinamômetro é fixado à barra.

Os números 1, 2 e 3, nas figuras, correspondem às posições onde o suporte com a massa é fixado à barra.

Determine o peso e o comprimento da barra metálica.

Determine o peso do suporte de massas com uma massa.

Efetue a montagem do equipamento conforme as figuras 1 e 2.

Ajuste o dinamômetro para deixar a barra metálica na posição horizontal.

Anote o valor da força exercida pelo dinamômetro.

Repita os itens 4 e 5 do procedimento para as configurações apresentadas nas figuras 3 ao 9.

Calcule, teoricamente, o valor da força aplicada pelo dinamômetro e determine o erro percentual entre o valor teórico e experimental, para cada uma das configurações (figuras 2 a 9), tendo como referência o valor teórico.

VI. RESULTADOS:

Dados da Barra de Alumínio

Peso: 0,16N

Comprimento da Barra: 16,8 cm ou 168 mm

Dados do Suporte

Peso do Suporte com M1: 0,68N

Tabela de Força de Equilíbrio Experimental (N)

Figura 2 0,30

Figura 3 0,40

Figura 4 0,68

Figura 5 0,52

Figura 6 0,60

Figura 7 0,44

Figura 8 0,20

Figura 9 0,32

Figura 2

d^'=134mm

d=45mm

Centro da Barra=54,5mm

Pb=0,16N