forcas relatorio

1. INTRODUÇÃO

Força é qualquer interação entre um conjunto de corpos capaz de provocar deformação e/ou

modificação no estado de repouso ou movimentação de um corpo ou sistema de corpos.

É considerada como uma grandeza vetorial, e desta forma operamos sobre ela de acordo com

as regras da álgebra vetorial. O movimento ou comportamento de um corpo pode ser estudado

em função das forças que atuam sobre esse corpo, sendo a força resultante a soma vetorial de

todas as forças atuantes sobre o corpo estudado.

Os experimentos a seguir ajudarão a demonstrar o comportamento algébrico e geométrico de

duas forças coplanares.

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2. OBJETIVOS

Através de atividades experimentais executadas num painel de forças, ser capaz de identificar a

força equilibrante de um sistema de forças colineares ou não e determinar a força resultante desse

sistema, calculando-a utilizando dos métodos analítico e geométrico.

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3. MATERIAIS E MÉTODOS

Para a realização do experimento foram utilizados os seguintes materiais:

• Painel metálico multifuncional CIDEPE;

• 2 dinamômetros magnéticos;

• 1 dinamômetro convencional;

• Escala angular pendular;

• Gancho curvo;

• 2 massas acopláveis com peso de 0,5N cada;

• 2 fios de poliamida.

*Imagens simulares às atividades experimentais do presente relatório.

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Conforme proposto em laboratório pelo professor, primeiramente foram adotadas as seguintes

etapas para antecedentes à atividade experimental em si:

1. Montar o conjunto acoplando os dinamômetros ao painel;

2. Ajustar os respectivos zeros dos dinamômetros;

3. Conectar os dois dinamômetros magnéticos entre si utilizando um dos fios de poliamida

(fio grande);

4. Determinar o peso do conjunto gancho - massas;

5. Fixar a escala angular na região intermediária entre os dois dinamômetros magnéticos;

6. Dependurar o gancho com as massas, utilizando o fio de poliamida (fio pequeno), no ponto

intermediário do fio que une os dois dinamômetros magnéticos.

Feito isso, é necessário regular a escala angular para que o centro da escala esteja localizada no

ponto de intersecção dos fios. Em seguida deve-se regular os dinamômetros magnéticos de forma

a se obter os ângulos desejados, certificando o perfeito alinhamento entre os dinamômetros e o

fio.

Por fim deve-se identificar os valores das forças obtidas pelos dois dinamômetros.

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4. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Antecedendo-se as análises do experimento, vejamos alguns fundamentos teóricos no qual o

experimento está baseado.

4.1 CONCEITO DE FORÇA

Forças são definidas como grandezas vetoriais em Física. Uma força possui módulo, direção e

sentido e também obedecem às leis de soma, subtração e multiplicação vetoriais da álgebra. Este é

um conceito de suma importância, pois nos mostra que o movimento ou comportamento de um

corpo pode ser estudado em função da somatória vetorial das forças atuantes sobre ele, e não de

cada uma individualmente. Porém, uma determinada força pode também ser decompostas em sub

vetores, ou também chamado de componentes da força, segundo as regras da álgebra, para se

analisar determinado comportamento.

4.2 COMPONENTES DE UM VETOR

Componentes de um Vetor Quando um vetor R é expresso segundo a soma de dois vetores A e

B, cada um dos vetores A e B são chamados de componentes de R, portanto, um vetor resultante

pode ser decomposto em duas componentes a partir da aplicação da regra do paralelogramo. Um

exemplo de decomposição vetorial pode ser observado na figura a seguir, onde, conhecendo-se as

linhas de ação de cada componente, o vetor R pode ser decomposto formando os vetores A e B.

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4.3 FORÇA RESULTANTE

4.3.1 FORÇAS VETORIAIS

Quando os problemas envolvem a adição de mais de duas forças, pode-se aplicar de modo

sucessivo a regra do paralelogramo ou o triângulo de vetores de modo a se obter a força

resultante. Um exemplo desse tipo de situação é mostrado na figura representada a seguir.

4.3.2 MÉTODOS DAS COMPONENTES RETANGULARES

Assim, pode-se notar que quanto maior o número de forças envolvidas no sistema, maior é o

tempo dispensado para encontrar a força resultante, pois se necessita da aplicação da regra do

paralelogramo sucessivas vezes gerando um cansativo trabalho de geometria e trigonometria para

se determinar o valor numérico da resultante do sistema e sua respectiva direção. Porém, este

exaustivo processo é suprido de forma rápida através da aplicação de uma metodologia que utiliza

uma soma algébrica das componentes de cada um dos vetores força que formam o sistema. Este

método é denominado “método das componentes retangulares” e consiste em trabalhar apenas

com as componentes dos vetores, formando desse modo um sistema de forças colineares

projetados nos eixos de coordenadas do sistema de referência.

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4.3.3 DECOMPOSIÇÃO DE FORÇAS

Convenção de Sinais:

• x – Positivo para a direita, negativo para a esquerda.

• y – Positivo para cima, negativo para baixo.

No plano, utilizam-se os versores i→ e j→.

4.3.4 REDUÇÃO A UMA ÚNICA FORÇA RESULTANTE

• Decompor as forças nos eixos x e y.

• Utilizar trigonometria, decomposição em seno e cosseno.

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4.3.4 MÓDULO E DIREÇÃO DA FORÇA RESULTANTE

• Módulo da força resultante:

• Direção da força resultante:

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*Ilustração sistema de força

F1x= F1 cos300

F2x=(-) F2 cos600

F1y=F1 sen300

F2y=F2 sen600

Fr= Σ F1+Σ F2 Fr= F1 cos300 - F2 cos600 + F1 sen300 + F2 sen600

Sendo assim, temos: Σ Fx=0F1 cos300 =F2 cos600

F2=F1√3 (1)

Σ Fy=0F1 sen300 +F2 sen600 - 0.5=0 (2)

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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Teórico Experimental

FR= FR=

Situação 1 P=0,5N

Θ 1= 300 Θ 2= 600 Θ 1= 300 Θ 2= 600

F1= 0,25N F2= 0,4330N F1= 0,24N F2= 0,46N0,4999N 0,5184N

* Substituindo 1 em 2:F1 sen300 + (F1√3) sen600 - 0.5=0

Logo: F1=0.25N e F2=0.4330N ; Fr= 0,4999N

F1x= F1 cos300

F2x=(-) F2 cos300

F1y=F1 sen300

F2y=F2 sen300



F2=F1 (1)

Σ Fy=0F1 sen300 +F2 sen300 - 0.5=0 (2)

* Substituindo 1 em 2:F1 sen300 + F1 sen300 - 0.5=0

Logo: F1=0.5N e F2=0.5N ; Fr= 0.5N

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FR= FR=

Situação 2 P=0,5N

Θ 1= 300 Θ 2= 300 Θ 1= 300 Θ 2= 300

F1= 0,5N F2= 0,5N F1= 0,48N F2= 0,46N0,5N 0,47N

F1x= F1 cos700

F2x=(-) F2 cos400

F1y=F1 sen700

F2y=F2 sen400



F2=F1*(0.3420)/0.7660 (1)

Σ Fy=0F1 sen700 +F2 sen400 - 0.5=0 (2)

* Substituindo 1 em 2:F1 sen700 + F1 *0.2869 - 0.5=0

Logo: F1=0.4076N e F2=0.1819N ; Fr= 0.4999N

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FR= FR=

Situação 3 P=0,5N

Θ 1= 700 Θ 2= 400 Θ 1= 700 Θ 2= 400

F1= 0,4076N F2= 0,1819N F1= 0,44N F2= 0,22N0,4999N 0,5548N


FR= FR=

Situação 4 P=1,0N

Θ 1= 300 Θ 2= 600 Θ 1= 300 Θ 2= 600

F1= 0,5N F2= 0,8660N F1= 0,62N F2= 0,76N0,9999N 0,9682N

F1x= F1 cos300

F2x=(-) F2 cos600

F1y=F1 sen300

F2y=F2 sen600



F2=F1√3 (1)

Σ Fy=0F1 sen300 +F2 sen600 - 1.0=0 (2)

* Substituindo 1 em 2:F1 sen300 + (F1√3) sen600 - 1.0=0

Logo: F1=0.5N e F2=0.8660N ; Fr= 0,9999N

F1x= F1 cos300

F2x=(-) F2 cos300

F1y=F1 sen300

F2y=F2 sen300



F2=F1 (1)

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FR= FR=

Situação 5 P=1,0N

Θ 1= 300 Θ 2= 300 Θ 1= 300 Θ 2= 300

F1= 1,0N F2= 1,0N F1= 0,96N F2= 0,94N1,0N 0,95N

Σ Fy=0F1 sen300 +F2 sen300 - 1.0=0 (2)

* Substituindo 1 em 2:F1 sen300 + F1 sen300 - 1.0=0

Logo: F1=1.0N e F2=1.0N ; Fr= 1.0N

F1x= F1 cos700

F2x=(-) F2 cos400

F1y=F1 sen700

F2y=F2 sen400



F2=F1*(0.3420)/0.7660 (1)

Σ Fy=0F1 sen700 +F2 sen400 - 1.0=0 (2)

* Substituindo 1 em 2:F1 sen700 + F1 *0.2869 - 1.0=0

Logo: F1=0.8152N e F2=0.3696N ; Fr= 0.9999N


FR= FR=

Situação 6 P=1,0N

Θ 1= 700 Θ 2= 400 Θ 1= 700 Θ 2= 400

F1= 0,8152N F2= 0,3639N F1= 0,88N F2= 0,54N0,9999N 1,1740N

forcas relatorio

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