Referências: É muito desejável que seja um caderno

Física 2 – Roteiro Experimental – Barra Articulada – Prof. Dr. Cláudio S. Sartori

1

INTRODUÇÃO:

Forma Geral dos Relatórios

É muito desejável que seja um caderno

grande (formato A4) pautada com folhas

enumeradas ou com folhas enumeradas e

quadriculadas, do tipo contabilidade, de capa

dura preta, brochura.

Chamaremos

de

Caderno

de

Laboratório.

No verso deste caderno você pode

fazer o rascunho a lápis. Na parte enumerada

fará o relatório com a seguinte estruturação:

No mínimo, para cada experimento o

Caderno de Laboratório deve sempre conter:

1.

INTRODUÇÃO:

Forma Geral dos Relatórios

É muito desejável que seja um caderno

grande (formato A4) pautada com folhas

enumeradas ou com folhas enumeradas e

quadriculadas, do tipo contabilidade, de capa

dura preta, brochura.

Chamaremos

de

Caderno

de

Laboratório.

No verso deste caderno você pode

fazer o rascunho a lápis. Na parte enumerada

fará o relatório com a seguinte estruturação:

No mínimo, para cada experimento o

Caderno de Laboratório deve sempre conter:

1. Título do experimento data de

realização e colaboradores;

2. Objetivos do experimento;

3.

Roteiro

dos

procedimentos

experimentais;

4. Esquema do aparato utilizado;

5. Teoria utilizada.

6. Descrição dos principais instrumentos;

7.

Dados

Experimentais

medidos;

Tabelas Experimentais;

8. Tratamento estatístico dos dados

experimentais. Cálculos utilizados;

9. Gráficos;

10. Conclusões;

11. Referências.

O formato de apresentação destes 9 itens

não é rígido. O mais indicado é usar um

formato seqüencial, anotando-se à medida que

o experimento evolui.

Referências:

1.

G.L. Squires,

"Practical Physics"

(Cambridge University Press, 1991), capítulo

10,

pp.

139-146;

e

D.W.

Preston,

"Experiments in Physics"

(

John Wiley &

Sons, 1985), pp. 2-3.

2. C. H. de Brito Cruz, H. L. Fragnito,

Guia para Física Experimental Caderno

de Laboratório, Gráficos e Erros, Instituto

de Física, Unicamp, IFGW1997.

3. D.W. Preston, "Experiments in

Physics" (John Wiley & Sons, 1985), pp.

21-32; G.L.

4.

C.E.

Hennies,

W.O.N.

Guimarães e J.A. Roversi, "Problemas

Experimentais em Física" 3ª edição,

(Editora da Unicamp, 1989), capítulo V,

pp.168-187.

 Primeira Lei de Newton – Lei da Inércia. Quando a força resultante sobre um corpo é igual a zero ele se move com velocidade constante (que pode ser nula) e aceleração nula.

Inércia de repouso: Propriedade de um corpo de não alterar seu estado de repouso.

Inércia de Movimento: Propriedade de um corpo de manter seu estado de movimento.

 Segunda Lei de Newton

Quando a força resultante externa atua sobre um corpo, sele se acelera. A aceleração possui a mesma direção e sentido da força resultante. O vetor força resultante é igual ao produto da massa do corpo pelo vetor aceleração resultante do corpo.

1 n i R i

F

m a



 







 Unidade de força: Newton: 1 N = 1kg. 1m/s² 1 dyn = 10-5N 1 lb =4.4484 N

 Terceira Lei de Newton

Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B (uma “ ação”), então o corpo B exerce uma força sobre o corpo A (uma “reação”). Essas duas forças possuem o mesmo módulo e direção, mas possuem sentidos contrários. Essas forças atuam em corpos diferentes.

Corpos Rígidos – Sistemas equivalentes de

forças

 Introdução

Há dois tipos de tratamento de um corpo, quando queremos estudar suas condições de equilíbrio ou de movimento: ponto material ou corpo rígido. O corpo rígido é aquele que não se deforma, porém as estruturas e máquinas reais nunca são absolutamente rígidas. Quando há riscos de rupturas são tratadas em Resistência dos materiais.

Estudaremos as forças aplicadas em corpos rígidos e como substituir um dado sistema de forças por um sistema de forças equivalente. A hipótese fundamental sobre a qual se baseará a análise é que o efeito de uma força aplicada em um corpo rígido não se altera se a força é deslocada ao longo de sua linha de ação (princípio da transmissibilidade).

Dois conceitos importantes associados ao efeito de uma força sobre um corpo rígido são o momento de uma força em relação a um ponto e o momento de uma força em relação a um eixo. Outro conceito importante é o de um binário, que é a combinação de duas forças que tem a mesma

 Forcas Internas e Externas As forças que atuam em corpos rígidos podem ser classificadas em dois tipos:

 Forças externas: representam a

ação de outros corpos sobre um corpo rígido. Considere as forças que atuam sobre um caminhão:

Figura 1 – Forças externas sobre um caminhão.

O peso P pode ser representado por uma única força aplicada num ponto denominado de

baricentro do caminhão. O solo se opõe ao

movimento descendente do caminhão com as forças R1 e R2. Essas forças são exercidas pelo

solo sobre o caminhão. 

Se cada uma das forças externas que atuam num corpo rígido não for neutralizada, serão capazes de comunicar ao corpo rígido um movimento de translação ou de rotação.

 Forças internas: são as que

mantém unidos os pontos materiais que formam o corpo rígido.

 Princípio da Transmissibilidade.

Forças equivalentes.

O princípio da transmissibilidade estabelece que as condições de equilíbrio ou de movimento de um corpo rígido permanecem inalteradas de uma força F, que atuam em um determinado ponto de um corpo rígido, é substituída por uma força F´ de mesmo módulo, direção e sentido, mas que atua num ponto diferente, desde que as duas tenham a mesma linha de ação. As forças F e F´ têm o mesmo efeito sobre o corpo rígido e são ditas equivalentes.

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3

 Momento ou torque de uma força:

Definição: Definimos o momento de uma força

em relação a O como sendo o produto vetorial de F e

r:

Figura 3 – Momento de uma força Mo em relação

a O, O o

M



  

r



F







 

r



F



ˆ

ˆ

ˆ

r





xi

 

yj

zk

ˆ

ˆ

ˆ

x y z

F





F i



F j



F k

O

M





r F sen









Fd

ˆ

ˆ

ˆ

O x y z

M





M i



M j



M k

x z y

M



yF



zF

y x z

M



zF



xF

z y x

M



xF



yF

ˆ

ˆ

ˆ

O x y z

i

j

k

M

x

y

z

F

F

F





As equações de equilíbrio de um corpo rígido são: 1

0

n ext i

F











1

0

iO n F i

M













viga articulada ou o equilíbrio do corpo rígido. Painel de estática

Traçar o maior retângulo possível na folha de sulfite e calcular o ângulo , através da relação trigonométrica da tangente. a  b

a

a

tg

arctg

b

b



  



 

_{ }

 

T sen





T



RV C.G. RH  A

T



cos



P



xp

Q



xq xT 1

0

x i

F







cos

_H

0

T







R



cos

H

R

 

T



1

0

N y i

F







0

v

T sen







R

  

P Q

v

R

   

P Q T sen



 Momento total em relação ao ponto A:

1

0

iA N F i

M













0

T Q P

T sen



x

Q x

P x

 



 

 



Q P T

Q x

P x

T

sen



x



 





 Medir as forças P e Q no dinamômetro.

Q P Procedimento Experimental

1. Equilibrar a viga e fixar o papel no painel de estática. Não retire o papel do painel para realizar as medidas.

2. Marcar as direções da viga e do fio de sustentação.

3. Retirar a viga do painel e medir as abcissas: xP, xQ e xT.

Física 2 – Roteiro Experimental – Barra Articulada – Prof. Dr. Cláudio S. Sartori

5

Tabela Experimental: i xP (cm) xQ (cm) xT (cm) P (N) Q (N) a (cm) b (cm) 1 2 3 4 i  (0) T (N) RH (N) RV (N) 1 2 3 4 Bibliografia Básica:

RESNICK, R; HALLIDAY D; WALKER, J. Fundamentos da Física, V 1 - Mecânica. LTC, 2009. TIPLER, Pl A; MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros. V 1. LTC, 2009.

TIPLER, Pl A; MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros. V 2. LTC, 2009.