CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA
FATEC SÃO PAULO - TIRADENTES
TÉCNOLOGICO DE ESTRADAS
LABORATORIO DE FÍSICA PRÁTICA
RELATORIO DE EXPERIMENTO - MESA DE FORÇA
SÃO PAULO
19/11/2022
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RELATORIO COMPLETO MESA DE FORÇA, Trabalhos de Física Experimental
RELATORIO COMPLETO MESA DE FORÇA - ANO 2022
Tipologia: Trabalhos
2022
1 / 15
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CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA
FATEC SÃO PAULO - TIRADENTES
TÉCNOLOGICO DE ESTRADAS
LABORATORIO DE FÍSICA PRÁTICA
RELATORIO DE EXPERIMENTO - MESA DE FORÇA
SÃO PAULO
Daniella Marques Xavier
Gustavo Jorge de Arruda Castejón da Costa
Moises Garcia Valeiro
LABORATORIO DE FÍSICA PRÁTICA
RELATORIO DE EXPERIMENTO - MESA DE FORÇA
Prof.: Tânia Patricia Simões Yamaki
São Paulo
SUMÁRIO
- INTRODUÇÃO
- 1.1 LEIS DE NEWTON
- 1.2 MESA DE FORÇA
- OBJETIVOS
- MATERIAIS E MÉTODOS UTILIZADOS
- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
- RESULTADOS
- CONCLUSÃO
- REFERENCIAS
1. INTRODUÇÃO
A Física é a ciência que estuda os fenômenos, aspectos e as estruturas fundamentais da natureza.
Com base nestes estudos, por meio de leis pode-se analisar, evidenciar e esclarecer os processos
que ocorrem com a matéria de forma concreta no decorrer do espaço e do tempo.
A força e a responsável por alterar o estado de repouso ou movimento de um corpo. Quando se
aplica uma força sobre um corpo, esse pode desenvolver uma aceleração, conforme as Leis de
Newton, ou se deformar.
As forças são grandezas vetoriais que são definidas conforme seu módulo, direção e sentido. O
módulo de uma força é sua intensidade, a direção é a qual as forças se aplicam e cada direção
tem dois sentidos: positivo e negativo, esquerda e direita, para cima e para baixo, etc.
O equilíbrio estático se dá quando a força resultante de um objeto é zero, logo, estando em
repouso, que é a 1° Lei de Newton: “ Quando a soma das forças aplicadas sobre uma partícula
é nula, esta partícula está em equilíbrio. Então este equilíbrio estático ocorre, caso a partícula
esteja em repouso em relação a um referencial, ou dinâmico, se a partícula estiver em
movimento retilíneo e uniforme em relação a um referencial ”.
Para a realização deste experimento utilizaremos a mesa de força, que é um clássico na física
para o estudo do sistema de forças em equilíbrio estático.
Conforme a 2° Lei de Newton, todo o corpo de massa m submetido a ação de várias forças
assume uma determinada aceleração. Onde 𝐹
é a força resultante da soma vetorial de todas as
forças, ou seja, 𝐹
A força resultante pode ser encontrada pelos seguintes métodos: paralelograma, lei dos cosenos
e da decomposição retangular.
Se a aceleração não é o zero, então a força resultante também não é zero, logo o sistema não
está em equilíbrio e para equilibramos o mesmo aplicamos a força equilibrante, 𝐸
, tendo o
mesmo modulo e mesma direção, porem com sentido contrário à 𝐹
- Lei da Ação e Reação: toda ação causa uma reação, e que a ação e a reação são iguais
e os sentidos são opostos.
Abaixo temos um mapa mental, para facilitar o aprendizado destas leis.
1. 2 MESA DE FORÇA
A Mesa de Força, é um dispositivo que torna possível a verificação experimental da soma de
vetores. Esta mesa é composta de um disco circular graduado em graus, no qual podemos fixar
roldanas móveis.
Nestas penduramos massas através de um fio, que vai encontrar um anel metálico fixo ao pino
no centro da mesa. Os pesos destas massas cor respondem às forças a serem equilibradas. O
equilíbrio ocorre quando o anel fica centralizado em relação ao pino.
Exemplo de uma Mesa de Força com o Dinamômetro
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1° Parte: Inicialmente adicionamos diversos pesos para atingir os valores específicos de força:
3 = 400 , por meio da pesagem em balança digital.
Uma vez determinados os pesos, alocamos os conjuntos em um suporte nos respectivos ângulos
da mesa de foças.
Após colocarmos os conjuntos na mesa de força, ambos saíram do eixo central (posição de
equilíbrio), assim para restauramos o equilíbrio utilizamos o dinamômetro.
O dinamômetro está integrado a mesa de força por meio da base/haste que o sustenta
verticalmente a base da mesa de forças. Com isso o dinamômetro permite fazer a leitura da
força resultante que é 𝐸
𝐸𝑥𝑝
2° Parte: Foram utilizados dois pesos de 200gf cada, e fizemos a variação de ângulo α, que é a
separação angular entre as forças, e para cada separação calculamos o 𝐹
𝑇𝑒𝑜
, por meio da
equação abaixo:
𝑇𝑒𝑜
1
2
2
2
1
2
2
2
Com o dinamômetro determinamos a equilibrante experimental 𝐸
𝐸𝑥𝑝
5. RESULTADOS
1° Parte: As forças dos pesos e seus respectivos ângulos são:
Calculamos conforme o memorial de cálculos abaixo:
Calculamos conforme o memorial de cálculos abaixo:
2 ° Parte: Utilizamos o mesmo peso da 𝐹
2 = 200 𝑔𝑓 da 1°parte do experimento, para as duas
medições a seguir.
Estudo da variação da resultante em função do ângulo formado entre as
forças 𝑮
𝟏
e 𝑮
𝟐
Ao variar o ângulo de separação em ter as forças 𝐺
1
e 𝐺
2
, determinamos a respectiva força
teórica dada pela equação 2.
G
1
gf G
2
gf
Posteriormente utilizamos o dinamômetro para determinar a força experimental que equilibra
o sistema. Os dados desta força encontram-se na tabela 2, abaixo juntamente com os respectivos
erros.
6. CONCLUSÃO
Pela segunda lei de Newton, um corpo com uma determinada massa submetido a uma força
resultante assume uma determinada aceleração e, portanto, está fora do equilíbrio, então para
restaurar o equilíbrio precisamos aplicar uma força de mesmo modulo e mesma direção, porem
sentido ao contrário, a essa força resultante.
Com o experimento da mesa de forças podemos verificar que isso se aplica (o equilíbrio), ou
seja, na 1° parte adicionamos 3 massas na mesa de força que tira o sistema do equilíbrio e para
restaurar o mesmo ajustamos a posição da haste da base do dinamômetro, para assim efetuar a
leitura da força equivalente.
Por fim na 2° parte do experimento ficamos 2 forças com o valor de 200gf cada e apenas
variamos a separação angular delas, o que cria a variação ora força resultante. Da mesma forma
que fizemos na 1° parte, ajustamos a posição da haste da base do dinamômetro restaurando o
equilíbrio na mesa de forçar e após isso efetuamos leitura da força resultante e verificar a
equação do equilíbrio dinâmico, 𝐹
Devido as forças serem forças iguais e com ângulo 180° entre si, a resultante é nula e por sua
vez a equilibrante também é nula, a qual aplicamos a 1° lei de Newton.