Estática (4 folhas em 1)

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<p>cogna Estática 4. SEGURANÇA Apresentação experimento foi pensado para não trazer riscos físicos, então você irá utilizar objetos pouco nocivos e leves. Mesmo com essas precauções, o uso de equipamentos de proteção individual (EPIs) é de extrema importância para a segurança durante a realização de 1. OBJETIVO Neste experimento, recomenda-se o uso do jaleco. o experimento explora o conceito de equilíbrio de corpos rígidos. Para tanto, uma balança de pratos será utilizada. Você deverá utilizar um contrapeso para equilibrar a balança e então, com base nas equações do equilíbrio de momentos, determinar o valor da massa sobre a balança. 5. CENÁRIO Você irá encontrar sobre a bancada do experimento Massas: Blocos com massas desconhecidas. Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de: Balança de prato: Dispositivo utilizado na determinação das massas dos blocos. descrever o funcionamento de uma balança de prato; Bons estudos. utilizar a equação do equilíbrio de momentos para validar o equilíbrio de um corpo rígido. 2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS? Os princípios da estática podem ser observados em cada estrutura do cotidiano das cidades, como por exemplo em prédios, casas, e pontes, entre outras. Estruturas mecânicas como guindastes, guinchos e pontes rolantes não seriam facilmente projetadas sem que as equações de equilíbrio estático fossem utilizadas. Estes exemplos servem para ilustrar o quão importante são os princípios da estática associados ao equilíbrio de corpos rígidos. 3. o EXPERIMENTO Neste experimento você utilizará uma balança de prato. A balança de prato é um dispositivo utilizado por muitos anos para se determinar a massa de alimentos e outros produtos, de modo simples e eficiente. Na balança, uma alavanca é rotulada em seu ponto central, o que a permite girar em torno deste ponto. Em um dos lados da balança há um prato onde se colocam as massas a serem medidas. Do outro lado, há um contrapeso que pode se moyer ao longo da alavanca, variando o momento produzido pelo contrapeso em relação ao ponto central. Desta forma, o contrapeso é utilizado para equilibrar a balança e assim poder determinar a massa desconhecida através da equação de equilíbrio de momentos de forças. Sumário teórico momento de uma força, ou torque, é a grandeza física associada à tendência que essa força provoca a rotacionar o corpo em que ela é aplicada em torno de um eixo. Matematicamente, ESTÁTICA definimos o momento de uma força como o produto vetorial entre a força aplicada e o vetor posição que liga o eixo à posição onde a força está sendo aplicada: No caso mais simples, onde o vetor posição e a força são perpendiculares, temos que o momento 1. INTRODUÇÃO é a multiplicação simples da força pela distância. Como exemplo de aplicação, temos a balança de prato (Figura 1). Ao se colocar um objeto no Estática é a parte da física que estuda corpos sob ações de forças que estão em equilíbrio. o prato, uma força peso vai atuar na haste e, dependendo do ponto onde o contrapeso está conceito de equilíbrio decorre diretamente da primeira lei de Newton que estabelece que quando posicionado, pode haver um movimento de rotação da haste em relação ao ponto de apoio. Para a resultante das forças externas que atuam em um corpo é nula, este corpo permanece em que o sistema entre em equilíbrio, o contrapeso deve ser posicionado ao longo da haste de tal repouso ou se desloca com velocidade constante. Quando o corpo se encontra em repouso, diz- forma que ele produza o mesmo momento do objeto colocado no prato, fazendo com que a se que se encontra em equilíbrio estático. Quando em movimento constante, diz-se que se balança entre em equilíbrio. encontra em equilíbrio dinâmico. Ao se o equilíbrio de corpos faz-se necessário considerar duas importantes condições. A primeira diz respeito ao equilíbrio de forças, ou seja, para haver equilíbrio é necessário que o somatório das forças atuantes no corpo seja nulo. A segunda diz respeito ao equilíbrio de momentos, ou seja, é preciso que o somatório dos momentos destas forças também seja nulo. Matematicamente, estas condições resultam nas seguintes equações que descrevem as circunstâncias de equilíbrio de um corpo no plano X-Y. Figura Balança de prato Fx = 0 (somatório das forças na direção X = 0) Fy = 0 (somatório das forças na direção Y = 0) M = 0 (somatório dos momentos das forças = 0) As duas primeiras equações garantem que o corpo esteja em repouso, no caso de equilíbrio estático, e não se movam em relação a nenhum dos eixos de translação (X ou Y). A terceira equação envolve os momentos das forças, e garante que não haja giro do corpo em torno de algum eixo. 2. MOMENTO DE UMA FORÇA</p><p>Roteiro Navegador Mozilla Firefox: Recomendamos o uso do navegador Mozilla Firefox. conhecido por seu baixo consumo de recursos em comparação a outros navegadores, proporcionando uma navegação mais fluida. Aceleração de hardware: Experimente habilitar ou desabilitar a aceleração de hardware no seu navegador para otimizar o desempenho durante o acesso aos laboratórios virtuais. Requisitos mínimos do sistema: Certifique-se de que seu computador atenda aos requisitos mínimos para acessar os laboratórios virtuais. Essa informação está disponível em nossa Central de Suporte. INSTRUÇÕES GERAIS Monitoramento do sistema: Utilize o Gerenciador de Tarefas (Ctrl + Shift + Esc) para verificar o uso do disco, memória e CPU. Se estiverem em considere outros aplicativos ou reiniciar a máquina para otimizar o desempenho. 1. Neste experimento, você irá explorar o conceito de equilíbrio de corpos rígidos. Teste de velocidade de internet: Antes de acessar, realize um teste de velocidade de 2. Utilize a seção "Recomendações de Acesso" para melhor aproveitamento da experiência internet para garantir uma conexão estável e rápida durante o uso dos laboratórios virtuais. virtual e para respostas às perguntas frequentes a respeito do Laboratório Virtual. Atualizações do navegador e sistema operacional: Mantenha seu navegador e sistema 3. Caso não saiba como manipular o Laboratório utilize o "Tutorial" presente neste operacional atualizados para garantir compatibilidade e segurança durante o acesso aos Roteiro. laboratórios. 4. Caso já possua familiaridade com o Laboratório Virtual, você encontrará as instruções para realização desta prática na subseção "Procedimentos". 5. Ao finalizar o responda aos questionamentos da seção "Avaliação dos Resultados". PRECISA DE AJUDA? Em caso de dúvidas ou dificuldades técnicas, visite nossa Central de Suporte para encontrar artigos de ajuda e informações para usuários. Acesse a Central de Suporte através do link: RECOMENDAÇÕES DE ACESSO https://suporte-virtual.algetec.com.br Se preferir, utilize os QR Codes abaixo para entrar em contato via WhatsApp ou ser direcionado para a Central de Suporte. Estamos aqui para ajudar! Conte conosco! DICAS DE DESEMPENHO Para otimizar a sua experiência no acesso aos laboratórios siga as seguintes dicas de desempenho Feche outros aplicativos e abas: Certifique-se de fechar quaisquer outros aplicativos ou abas que possam estar consumindo recursos do seu garantindo um desempenho mais eficiente. Observe que, ao posicionar o peso no prato, foi adicionado um desequilíbrio no sistema. Para que a balança entre equilíbrio, você deverá ajustar o contrapeso, deslocando-o ao longo da haste até que o prato fique centralizado. Ajuste o contrapeso, arrastando-o até que a balança retorne ao equilíbrio. Quando o equilíbrio do sistema for encontrado. a haste se 4. REALIZANDO MEDIDAS Obtenha as distâncias do peso e contrapeso ao pivô da balança e anote os valores dcontrapeso e dpeso em cm. DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO 5. OBTENDO os PESOS DE PRATO E CONTRAPESOS MATERIAIS NECESSÁRIOS Finalize a primeira etapa da prática retirando o peso da balança. 6. REPETINDO o EXPERIMENTO Balança de prato; Corpos de prova. Realize os passos acima listados para os outros pesos dispostos sobre a bancada. PROCEDIMENTOS 7. AVALIANDO os RESULTADOS 1. INSERINDO PESOS NA BALANÇA Siga para a seção "Avaliação dos Resultados" e responda de acordo com o que foi observado nos experimentos. associando também com os conhecimentos aprendidos sobre o tema. Inicie o experimento posicionando o corpo de prova na balança. 2. OBTENDO os PESOS DE PRATO E CONTRAPESOS AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS Para o experimento é importante obter os dados das distâncias dos pesos em relação ao pivô central, bem como o valor do contrapeso. Com estes dados e a equação do equilíbrio de momentos, será possível calcular o peso desconhecido na balança. Observe as informações de distância do centro para o eixo de rotação do prato, massa do prato e massa do contrapeso. 1. Utilizando as equações dispostas no resumo calcule a massa do corpo rígido posicionado na balança. 3. AJUSTANDO o EQUILÍBRIO DA BALANÇA</p><p>M1 g Atenção: Observe atentamente as unidades das grandezas dispostas no experimento 2. Após a repetição do experimento para os outros pesos dispostos na bancada. responda Qual a relação entre o peso do corpo posicionado no prato da balança e a distância do contrapeso ao pivô? Posicione um peso na balança clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o peso escolhido. TUTORIAL 1. INSERINDO os PESOS NA BALANÇA Corpo prova Visualize a câmera "Pesos" clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome "Pesos" localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da 2. OBTENDO os PESOS DO PRATO E CONTRAPESO Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome "Frontal". Posicione o mouse sobre a balança para obter os dados das distâncias dos pesos em relação ao 3. AJUSTANDO o EQUILÍBRIO DA BALANÇA pivô central, bem como o valor do contrapeso. Com estes dados e a equação do equilíbrio de momentos, será possível calcular o peso desconhecido na balança. Anote os valores encontrados. Ajuste o contrapeso clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o mesmo e arrastando para a posição desejada, até que a balança retorne ao equilíbrio. Observe que, após clicar no na parte inferior esquerda da tela será exibida a vista ortogonal, onde é possível verificar a posição no contrapeso na haste. Prato Posicione o mouse sobre o contrapeso para obter sua massa, observando a especificação 10.0cm disposta na caixa de Anote o valor encontrado. Continue o procedimento até que a balança alcance o</p><p>14.5cm 4. REALIZANDO MEDIDAS 5. RETIRANDO PESO DA BALANÇA Obtenha as distâncias do peso e contrapeso ao pivô da balança clicando com o botão esquerdo Retire os pesos da balança e posicione-os sobre a mesa clicando com o botão esquerdo do do mouse sobre a opção "Inspecionar" Anote os valores das distâncias. mouse sobre o peso. Inspecionar Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome 6. REPETINDO o PROCEDIMENTO "Bancada". Realize os passos listados acima para os outros pesos dispostos sobre a bancada. Pré Teste Complete as lacunas da afirmação abaixo: 1) "A estática é a parte da que estuda sistemas sob ação de forcas que se A) química; equilibram: B) física: equilibram: C) física: i Assinale as alternativas corretas: 2) A estática é a parte da física que trata de corpos em equilíbrio. 7. AVALIANDO os RESULTADOS A estática é a parte da física que trata de corpos em movimento III Para haver equilíbrio de um corpo rígido é necessário que a soma das forças neste corpo seja nula e que o momento resultante também seja nulo. A) III: Siga para a seção "Avaliação de Resultados". neste roteiro. e responda de acordo com que foi observado nos B) C) Nenhuma das alternativas Quais são as duas importantes condições que precisam ser consideradas ao estudar 3) equilíbrio de corpos rígidos em um plano? A) A primeira trata-se do equilíbrio de ou seja, para haver o equilíbrio é necessário que somatório das forças atuantes no corpo seja nulo. A segunda trata-se do equilíbrio de momentos. é preciso que o somatório dos momentos destas forças também seja B) A primeira trata-se do equilíbrio de forcas e indica que, para haver o é necessário que o somatório das forcas atuantes no corpo seja diferente de zero. A segunda trata-se do equilíbrio de momentos. é preciso que o somatório dos momentos destas forcas também seja C) A primeira condição refere-se ao equilíbrio de forças ou seja, o somatório das forcas atuantes em um corpo deve ser A segunda condição indica que em havendo equilíbrio de o momento resultante destas forcas deve ser diferente de zero. Assinale a alternativa que melhor relaciona o conceito de estática com o nosso dia a dia: 4) A) A estática é a base de todas as estruturas que vemos no dia a Desde prédios e pontes são calculados através das equações da estática.</p><p>B) A estática tem como ponto de partida as leis do movimento de Aviões, automóveis e projéteis são projetados a partir das equações da estática. Experimento C) A estática é regida pelas leis de Coulomb e descreve o comportamento de cargas elétricas em repouso. Dentre as leis de Newton, qual delas se relaciona diretamente com a estática? Acesse o laboratório: 5) A) Primeira lei de Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! B) Segunda lei de C) Terceira lei de Pós Teste 3) Complete as lacunas com a alternativa correta: "Quando o corpo se encontra em repouso, diz-se que se encontra em Quando em movimento constante, diz-se que se encontra em " 1) A figura abaixo é composta por dois blocos cujas massas são 4 kg e 6 kg. Com o intuito de A) equilíbrio estático: equilíbrio dinâmico; deixar a barra em equilíbrio, determine a distância X. B) equilíbrio dinâmico; equilíbrio estático; C) equilíbrio estático; equilíbrio 4 kg 6 kg 4) De acordo com o estudo sobre um corpo rígido, levando em consideração o momento de X cm 20 cm uma força, marque a alternativa que completa a frase abaixo: Utilize as fórmulas descritas a seguir: "Quando um corpo longo está sujeito à ação de forças resultantes nulas, ele pode apresentar um movimento de ou simultaneamente." A) equilíbrio; rotação; ação; A) 30 B) translação; rotação; B) 60 C) aplicação; rotação; ação. C) 40 cm. 5) A primeira lei de Newton está ligada diretamente a estática, então responda: 2) Segundo a imagem abaixo calcule o momento da em relação ao ponto A: "A primeira Lei de Newton afirma que, se a soma de todas as forças atuando sobre o corpo é zero, mesmo ..." A A) será desacelerado; B) terá um movimento uniformemente variado; F 20N C) encontra-se em repouso ou em velocidade Utilize equação abaixo: M A) 40 N/m; B) 40 N.m; C) 10 N.m.</p>