EQUILÍBRIO DA ALAVANCA

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1 EQUILÍBRIO DA ALAVANCA INTRODUÇÃO A Alavanca é uma as máquinas mais simples estuaas na Grécia antiga. Ela consiste e uma barra rígia que gira em torno e um ponto fixo enominao fulcro. A balança e ois braços é uma importante aplicação a alavanca. A Figura a mostra um exemplo e uma alavanca em equilíbrio estático. À istância (), entre um ponto e apoio e um corpo sobre a barra e o plano vertical que passa pelo fulcro (ponto o), chamamos e braço a alavanca. N r P r P r P r (a) (b) Figura. a) Exemplo e uma alavanca em equilíbrio estático. b) Forças que actuam numa alavanca em equilíbrio estático. Uma alavanca ou uma balança estão em equilíbrio estático quano a barra não sofre acelerações e translação nem e rotação. O peso os corpos, P r e P r, colocaos sobre a haste a alavanca apresentaa na figura b, juntamente com o peso a própria alavanca, P r, são contrabalançaos por uma força normal N r exercia pelo suporte a alavanca, que actua para cima e sobre o fulcro. A força resultante externa se anula: r r r r P + P + P + N 0 = Aina existe a possibiliae a alavanca girar ao reor o fulcro. A Lei a Alavanca iz que a alavanca só permanece paraa na horizontal quano = P P ()

2 ou P = P () A experiência mostra que os pesos actuam proporcionalmente às istâncias que estão o fulcro e forma inepenente entre si, portanto obeecem ao princípio a sobreposição. A partir a lei experimental a Alavanca, poe-se concluir que a causa a rotação a barra é o momento a força (ou torque), M=F. No equilíbrio one M = P e M = P ou momento total a força é nulo: M = M M M = M r = 0 0 (3) (4) (5) M é positivo porque a barra giraria no sentio anti-horário e M é negativo porque a barra giraria no sentio horário, como inicao na Figura 3. + P r P r Figura 3. A figura inica o sentio o momento a força evio aos pesos P r e P r. Esses resultaos poem ser generalizaos para o caso e três ou mais corpos ispostos sobre os ois braços a alavanca. OBJECTIVO DA EXPERIÊNCIA Verificar as conições e equilíbrio a alavanca. MATERIAL UTILIZADO Alavanca. Massas e 0 g (6) e 0 g (6). Bases, suportes e ganchos. Régua.

3 Figura 3. Montagem experimental. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL PARTE I consierano ois corpos.. Anote nos espaços inicaos abaixo, os erros e leitura associaos às escalas a régua: Erro e leitura a régua:.... Penure um corpo e massa e 0 g à uma istância e 0 cm o fulcro. Faça com que a barra fique em equilíbrio penurano no outro lao a barra, um outro corpo e massa e 0 g. 3. Penure um corpo e massa e 0 g à uma istância e 0 cm o fulcro. Faça com que a barra fique em equilíbrio penurano no outro lao a barra, um corpo e massa e 40 g. Coloque os valores as massas na Tabela I. 4. Meça os braços a alavanca e coloque os valores na Tabela I. 5. Calcule os pesos os corpos e coloque os valores na Tabela I. 6. Repita o proceimento utilizano massas iferentes em mais uma nova situação e equilíbrio. 3

4 Tabela I Massa, peso e braço a alavanca. Caso Caso m (g) P (N) (cm) m (g) P (N) (cm) PARTE II consierano três corpos.. Equilibre a balança penurano três corpos e massas iferentes ao longo a barra.. Coloque os valores as massas os três corpos na Tabela II. 3. Meça os braços a alavanca e coloque os valores na Tabela II. 4. Calcule os pesos os corpos e coloque os valores na Tabela II. 5. Repita o proceimento utilizano massas iferentes em mais uma nova situação e equilíbrio. Tabela II Massa, peso e braço a alavanca Caso Caso m (g) P (N) (cm) m (g) P (N) (cm) m 3 (g) P 3 (N) 3 (cm) ANÁLISE DOS RESULTADOS PARTE I. Calcule os momentos as forças, M e M. Coloque os valores na Tabela III.. Determine a soma algébrica os momentos a força e coloque os resultaos na Tabela III. Tabela III Momento a força. M (N m) M (N m) M (N m) 4

5 Cálculos PARTE II. Calcule os momentos as forças e coloque os valores na Tabela IV.. Determine a soma algébrica os momentos a força e coloque os resultaos na Tabela IV. Tabela IV Momento a força. Caso Caso M (N m) M (N m) M 3 (N m) M (N m) 5

6 Cálculos O nome e o número e caa componente o grupo.: Data: 6