CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA

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1 Novo Hamburgo, maio 12 FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA 1ª SÉRIE DO ENSINO MÉDIO Turma 3111 Trabalho Trimestral de Física Balança Romana Angélica Farias Aroche (01) Cássio Winskoski Rodrigues (06) Marcelo Magno Rodrigues (21) Prof. Luiz André Mützenberg (orientador) 1 - INTRODUÇÃO[L1] A balança [L2]este instrumento de precisão que há anos vem facilitando a vida da humanidade [L3]teve sua origem na antiga civilização egípcia. Sua utilização, hoje em dia, é quase indispensável na maioria dos processos de produção industrial e caseira. Seu funcionamento é muito simples, ela pode comparar a massa do corpo desejado com a massa já conhecida de outro corpo, comparar seu peso com a constante de resistência de uma mola. São três os tipos mais conhecidos de balança, há a balança de braços iguais que compara o peso desejado colocando em um dos braços com outro peso que se coloca no braço oposto, o dinamômetro em que o peso é posto em uma mola e é medida sua variação e há também a balança romana, na qual o equilíbrio é conseguido do peso colocado no prato preso ao braço menor com o peso colocado no braço maior em relação a sua distância com o eixo de giro. Nossa balança será especificamente a balança romana, com direcionamento para a cozinha, com capacidade para medir 1kg e com precisão de 5g. Como ela vai ser direcionada à cozinha, ela terá requisitos especiais como a fácil manutenção e limpeza, indispensáveis para evitar acúmulo de resíduos. Por ser uma balança romana teremos que estudar os princípios e equações de equilíbrio e momento. Isso para que a cozinheira que utilizar a balança alcance a precisão de 5g e não precise fazer as medidas á olho. 2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA[L4] O que é uma balança romana Uma balança romana é uma balança de braços desiguais. O equilíbrio é feito pela variação do nível do braço da alavanca, que sustenta o peso móvel. O braço é graduado dando indicação direta da medida da massa do objeto equilibrado.

2 Momento Momento ou torque de uma força é uma grandeza física associada à movimento de rotação de um corpo, em torno de um eixo, que resulta da aplicação de uma força a esse corpo. Para acelerar ou frear o movimento de translação de um objeto, variando assim a sua quantidade de movimento linear, é necessária a aplicação de uma força sobre ele. Algo equivalente pode ser dito sobre as rotações, só que não é bem a força que produz a variação de quantidade de movimento angular. Para girar, por exemplo, uma régua inicialmente em repouso sobre uma mesa, damos um empurrão perpendicular a ela junto a uma das extremidades. Se a força exercida na parte central, a régua irá adquirir apenas movimento de translação. Para produzir rotação ou variação do momento angular, a força deve ser exercida em um ponto que não coincida com o eixo de rotação e numa direção que não coincida com o raio de giro. Quanto mais distante do eixo de rotação for exercida a força e quanto mais perpendicular ao raio de giro, maior será a facilidade de giro, ou seja, maior a variação de quantidade de movimento angular provocada. A maçaneta da porta, o botão do rádio e o pé de vela da bicicleta servem para aumentar a distância entre o eixo de rotação e o ponto de aplicação da força. Lembre da dificuldade em girar uma maçaneta cuja haste esteja quebrada. Assim para que haja variação da quantidade de movimento angular de um objeto em relação a um eixo de rotação é necessário que haja [L5]aplicada sobre o objeto, uma força deslocada em relação a esse eixo ou seja, o raio de giro deve ter um valor não nulo. Além disso pelo menos parte da força aplicada deve ser perpendicular a este raio de giro. A expressão matemática do módulo do torque de uma força relativa a um certo eixo é: Torque = força x distância d ao eixo de rotação. Sendo que o vetor força tem que ser perpendicular à distância d. Caso a força não seja perpendicular, tem que obter a componente perpendicular usando trigonometria. A componente paralela não atuará para girar, pois nesse caso, a distância d é zero. Assim tanto [L6]maior a distância d e a força aplicada maior [L7]é o torque e portanto, a rotação de qualquer sistema girante se torna mais fácil A distância d é chamada de braço da alavanca. A unidade do torque no sistema internacional é N.m.

3 3 3 - DESENVOLVIMENTO Nós colocamos o peso conhecido no prato, colocamos os pesos, no braço oposto ao do prato, nas suas respectivas marcações e verificamos se a balança está em equilíbrio Experimento Nós fizemos todas as medidas e pedimos a ajuda de uma marceneiro, Enilson. Calculamos que se do centro do eixo de giro até o gancho tem 10cm então pela equação de momento a cada 10cm no lado oposto ao prato em relação ao eixo de giro o peso colocado vale uma vez o seu peso real no caso 200g e 20g. Para que o peso de 1Kg fosse alcançado calculamos que o braço maior deveria ter do eixo de giro até a ponta 50cm Análise dos dados[l8] Precisão Forneceu uma margem de erro de 1,6g Fidelidade Não alterou a medida quando levou-se em consideração a posição do corpo no prato.

4 Justeza Voltou a posição inicial sem modificarmos seu estado de equilíbrio Estabilidade Travessão ficou sempre na horizontal quando a balança estava sem massa em seu prato Sensibilidade Não apresentou diferenças grandes de massas. 4 - CONCLUSÃO Nos testes o nosso objetivo, de precisão de 5g, a fácil manutenção e limpeza foram alcançados. Para uma melhora futura aumentaríamos em 2cm o braço maior para que ele alcançasse o comprimento necessário para medir 1Kg. Concluímos que está pesquisa nos serviu como um método para aprendermos mais sobre algumas leis da Física, pesquisando e testando as variáveis para que nós obtivéssemos um bom trabalho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RAMOS, Clinto Márcico; BONJORNO,João Roberto. Física 1 Mecânica. 1ª ed. S[L9] PINTO, Kelson Rosa; SILVA,Wander de Moura e. Tipos[L10]. Disponível em: < Acessado em: 19 -PINTO, Kelson Rosa; SILVA, Wander de Moura e. Definições. Disponível em: < >. Acesso em: 19 -PINTO, Kelson Rosa; SILVA, Wander de Moura e. Construção e uso das balanças. Disponível em: < Acesso em: 19 -PINTO, Kelson Rosa; SILVA, Wander de Moura e. Etimologia. Disponível em: < Acesso em: 19

5 5 -PINTO, Kelson Rosa; SILVA, Wander de Moura e. Balança Romana. Disponível em: < Acesso em: 19 -MELFI, Adolpho José. Torque ou Momento de Força. Disponível em: < >. Acesso em: 9 maio Enciclopédia Microsoft Encarta. Momento de Força. 2001: Microsoft Corporation