FAT – Faculdade de Tecnologia de ResendeDepartamento de Energia e MecânicaFísica Teórica e Experimental IPrática

Título: Reconhecimento das Condições de Equilíbrio de um Móvel Sobre uma Rampa

1. Objetivos gerais:

Ao término desta atividade você deverá ser capaz de:- reconhecer os efeitos da força motora Px e sua equilibrante ( tensão, compressão, atrito, etc);- reconhecer os efeitos da componente ortogonal Py e sua equilibrante (normal);- reconhecer a dependência de Px e Py em função do ângulo de inclinação da rampa;- reconhecer a dependência de Px e Py em função da massa envolvida e da aceleração gravitacional no local.

2. Material Necessário:

- um Plano Inclinado composto por: uma haste com dispositivos elevadores rampa (1), uma base com trilhos articuláveis (2) e quatro sapatas niveladoras (opcional) (3);- um conjunto de 2 massas acopláveis e gancho lastro (6);- um carrinho (5);- dois dinamômetros de 2 N (4).

3. Montagem:

Determine o peso P do móvel formado pelo conjunto carro, gancho lastro e 2 massas acopladas.

P = _________ N

Monte o equipamento conforme a figura 1, fixando o dinamômetro entre os dois parafusos existentes no topo do plano inclinado.

4. Andamento das atividades:

4.1. Gire o sistema tracionador através do manípulo e eleve o plano para o ângulo desejado.

Anote o valor do ângulo escolhido: = ________.

4.2. Verifique o “zero” ou o valor arbitrado como “zero” no dinamômetro (com a rampa na posição do ângulo escolhido).

OBS: Antes de executar as leituras, bata levemente com o dedo no corpo do dinamômetro. Isto eliminará a frenagem entre o cilindro da escala e a capa.

4.3. Prenda o móvel (pelo cordão) ao dinamômetro, cuidado para que a escala móvel não se atrite com a capa. Caso necessário eleve um pouco a rampa (mesmo que tenha que escolher outro ângulo), de modo que o gancho com as massas não toque na base do conjunto.

4.4. Faça o diagrama de forças que atuam, neste momento, sobre o móvel, identificando cada uma delas.

Diagrama de forças

4.5. Caso o móvel fosse solto do dinamômetro, o que você supõe que ocorreria com ele? Procure justificar a sua resposta._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.6. A força peso atua segundo a orientação do gancho com carga dependurada no móvel, no entanto, quando livre, o móvel executa um movimento ao longo da rampa.

Qual é o agente físico responsável por este deslocamento?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.7. Com o valor da força peso do móvel e a inclinação da rampa, faça um desenho 2 mostrando a componente Px e calcule o seu valor modular._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Qual a orientação da força Px na rampa (plano inclinado)?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Desenho 2

Qual a orientação da tensão T (força aplicada pelo dinamômetro) e qual seu valor modular?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Confronte o valor da tensão T com o valor calculado de Px. Caso haja diferença, calcule o percentual de erro e procure justificá-lo._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.8. Dê a orientação e calcule o valor da força normal N._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.9. Eleve o topo do plano inclinado de modo a se aproximar de 90o.

Para que valores tendem as componentes Px e Py, à medida que o ângulo de inclinação se aproxima de 90o? Justifique a sua resposta._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Atividades Opcionais:

5.1. Observe o sistema representado na figura 2, onde:

= 30o e PA = ________ N (peso encontrado para o carrinho com carga no início das atividades)

Faça, na figura 2, o diagrama de forças e determine o peso que deveria ter o conjunto B, para que o sistema ficasse em equilíbrio.

Pb = T = ________ N

Agora, experimentalmente, com os valores dados e determinados, verifique se os corpos permanecem em equilíbrio utilizando o plano inclinado e o dinamômetro.

Comente o resultado obtido._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.2. Qual seria a orientação e o valor da força resultante FR que atuaria no sistema, caso o fio, que une o móvel ao dinamômetro, se rompesse?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.3. Utilizando o esquema anterior, porém com θ = 35o, faça o diagrama de forças e calcule o peso do corpo “B” para que o sistema da figura 2 fique em equilíbrio, considerando o peso do corpo “A” igual ao do item 5.1.

PB = ________ N

Qual seria a força resultante FR que atuaria sobre o móvel, caso o mesmo fosse abandonado sobre a rampa?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Que fenômeno esta força tenderia a provocar?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________