pr%e1tica 4 - reconhecimento das condi%e7%f5es de equil%edbrio de um m%f3vel sobre uma rampa
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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?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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