Equilíbrio de Corpos Rígidos

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EQUILÍBRIO DE CORPOS RÍGIDOS (ESTÁTICA)
FRANCELINO DA SILVA BUNHOTI
RU 4530335
CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINTER
ENGENHARIA CIVIL 
FISÍCA MECÂNICA
RIBEIRÃO PRETO – SP 20 DE MARÇO 2024
SUMARIO 
 
RESUMO 
INTRODUÇÃO 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
PARTE 1- ANALISE TEÓRICA 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
PARTE 2 – EXPERIMENTO NO LABORATÓRIO VIRTUAL 
PARTE 3 – EXPERIMENTO PRATICO 
ANALISE E RESULTADOS 
CONCLUSÃO 
REFERÊNCIAS
Resumo
Esse experimento busca explorar o equilíbrio de corpos rígidos. Para esse experimento é importante considerar duas condições, a primeira diz respeito ao equilíbrio de forças, em outras palavras, para haver equilíbrio é necessário que o somatório de forças atuantes no corpo seja nulo. A segunda condição diz respeito ao equilíbrio de momento, sendo o somatório dos momentos também deve ser nulo. Para apresentar os efeitos relacionados a estática foi utilizado como base um sistema de balança de pratos. 
Palavras chaves: (Equilíbrio; força; estática)
INTRODUÇÃO
O experimento está pautado no estudo do comportamento do equilíbrio de corpos rígidos (estática), estando tal fenômeno associado ao equilíbrio e rotação dos sistemas utilizados no experimento. 
O estudo da estática é aplicado nos mais variados campos da física e engenharia. 
O conceito de equilíbrio surge da primeira lei de Newton que determina que a força resultante de forças externas agindo sobre o objeto é zero, ou seja, o corpo permanece estacionário ou se move a uma velocidade constante. Quando o corpo está em repouso, está em estado de equilíbrio estático. 
Quando está em movimento constante, diz-se que está em equilíbrio dinâmico. 
Matematicamente, estas condições resultam nas seguintes equações: 
 
M= F. D, onde M= massa, F = força, D = distância
 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)
Portanto, esse experimento tem o objetivo de observar o equilíbrio do sistema em forma de balança e analisar as forças físicas que o regem. 
Para tal feito, os experimentos e analises estão divididos em três partes, sendo: 
 Parte 1: Teoria sobre equilíbrio estático; 
 Parte 2: Experimento no laboratório virtual da ALGETEC; 
 Parte 3: Experimento prático. 
Durante a execução dos experimentos, os dados serão coletados, posteriormente analisados, e por fim uma conclusão sobre os fenômenos físicos identificados nos experimentos será descrita.
PARTE 1 – ANALISE TEÓRICA
1. Descreva e explique quais são as condições que possibilitam um corpo estar em equilíbrio? 
R: Para que um corpo possa estar em equilíbrio é necessário que a soma das forças e a soma dos torques que atuam sobre um deter mina do sistema devem ser nulas. 
2. Explique os princípios físicos envolvidos nos estudos sobre equilíbrio estático que descrevem o funcionamento de uma balança de pratos. 
 R: No experimento feito com a balança de pratos a mesma é fixa composta por um braço vertical, eixo fixo na horizontal preso no centro do braço. O eixo e o braço estão são fixados por um vulcro de rotação que possibilita o braço movimentar caso seja aplicado alguma força. 
3. Uma balança tem braços desiguais. Ela é equilibrada com um bloco de 1,50kg no prato da esquerda e um bloco de 1,95kg no braço da direita (conforme a figura). Se o bloco de 1,95kg está posicionado a uma distância L2 de 10cm do eixo de rotação da balança, qual é a distância L1 que o bloco de 1,50kg em relação ao eixo de rotação para que o sistema permaneça em equilíbrio?
Resolução: 
M=F. d 
M1=M2 
F1.L1=F2.L2 
1.5L1=1.95.10 
L1=19.5/1.5 
L1=13cm 
Dessa forma a distância entre o bloco de 1.5kg e o eixo de rotação é de 13cm.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
PARTE 2 – LABORATÓRIO VIRTUAL 
Inicio do experimento 
Visão frontal- Sistema de pesagem (balança de prato), e corpos (massa)
Identificação de massa contrapeso 1
Mcontrapeso=500g=0,5kg
Determinação da distância entre o centro do corpo e o eixo da rotação da balança, e entre o contrapeso e o eixo de rotação da balança.
dcontrapeso= 10.2cm = 0,102m 
dmassa= 14.5 cm = 0.145m 
9. Calcule a força peso Pcontrapeso sofrida pelo contrapeso. Adote a aceleração gravitacional como g=9,81m/s². 
Resolução: 
Pcontrapeso=Mcontrapeso.g 
Pcontrapeso=0.5 x 9.81= 4.9 
 
10. A partir das condições de equilíbrio, calcule a força peso Pmassa da massa posicionada sobre a balança. 
Resolução: 
Pmassa.dmassa=Pcontrapeso.dcontrapeso 
Pmassa.0,145=4.9 x 0,102= 
Pmassa.0,145=0,49 
Pmassa=0,49/0,145=3,44 
11. Calcule a massa Mmassa do corpo posicionado sobre a balança. 
Pmassa=Mmassa.g
3,44=Mmassa.9.81= Mmassa= 3,44/9. 81=0,35kg
12. Determine o momento de rotação decorrente da força peso PCONTRAPESO e da
força peso PMASSA e registre na Tabela de Dados 1
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