UNIVERSIDADE CATÓLICA DE BRASÍLIA
CURSO DE FÍSICA
LABORATÓRIO DE MECÂNICA
M ESA DE F ORÇAS
OBJETIVO
Operar com vetores a partir de exemplos experimentais.
Determinar a resultante de duas forças utilizando o método gráfico e geométrico
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A mesa de forças é um dispositivo que torna possível a verificação experimental da soma de vetores.
Esta mesa é composta de um disco circular graduado em graus, no qual podemos fixar roldanas móveis.
Nestas penduramos massas através de um fio, que vai encontrar um anel metálico fixo ao pino no centro
da mesa. O peso destas massas correspondem as forças a serem equilibradas. O equilíbrio ocorre quando
o anel fica centralizado em relação ao pino. Veja figura 1.
JOGO DE MASSAS
Dinamômetro
JOGO DE MASSAS
Roldanas
Visão Lateral
Vista Superior
Figura 1 : Mesa de Forças
MATERIAL NECESSÁRIO
Mesa de forças com acessórios
Dinamômetro
Régua
Papel milimetrado
Mecânica
Mesa de Força
1
PROCEDIMENTO
1. Verifique se a mesa está nivelada. Verifique se as roldanas giram sem atrito. Faça os ajustes caso seja
necessário.
2. Coloque o anel metálico no pino central. Fixe na extremidade da mesa duas roldanas. Prenda no anel
duas extensões com gancho que passarão pelas roldanas na periferia da mesa. Pendure nas
extremidades livres dois suportes com um número diferente de massas ( diferença de pelo menos
duas massas ). Prenda no anel mais uma extensão com gancho cuja outra extremidade deve ser presa
a um dinamômetro, conforme a figura 2.
α
θ
JOGO DE MASSAS
Figura 2
3. Com o auxilio do dinamômetro determine o peso dos suportes com massa que correspondem ao
→
→
módulo das forças F 1 e F 2 na figura 2.
F 1 =____________N
e
F 2 =____________N
4. SITUAÇÃO I : Ajuste o ângulo alfa ( α ) em 90o . Movimente o dinamômetro preso ao tripé até
→
que o anel fique centralizado com o pino. Anote o valor do módulo da força equilibrante F 3
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→
marcado no dinamômetro. Anote o valor do ângulo ( θ ) entre as forças F 1 e F 3 .
F 3 =_____________N
θ = __________o
( α = 90o )
5. SITUAÇÃO II: Ajuste o ângulo alfa ( α ) em 60o . Movimente o dinamômetro preso ao tripé até
→
que o anel fique centralizado com o pino. Anote o valor do módulo da força equilibrante F 3
→
→
marcado no dinamômetro. Anote o valor do ângulo ( θ ) entre as forças F 1 e F 3 .
F 3 =_____________N
Mecânica
θ = __________o
Mesa de Força
( α = 60o )
2
6. Varie o ângulo alfa ( α ) entre zero e 180o . Observe e descreva o que ocorre com o módulo da
equilibrante.
TAREFAS
→
→
→
1. Qual a relação entre a força equilibrante F 3 e a força resultante da soma dos vetores F 1 e F 2 ?
2. No papel de gráfico desenhe as forças correspondentes a SITUAÇÃO I em escala. Faça a soma dos
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→
→
vetores F 1 e F 2 pelo método gráfico e compare com a força F 3 ( resultado experimental ).
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3. Na SITUAÇÃO II , calcule analiticamente o módulo força resultante da soma dos vetores F 1 e
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F 2 e o ângulo ( θ ) entre as forças F 1 e F 3 . Compare com os valores experimentais.
4. Se fossem fixadas na mesa três roldanas e nelas três suportes com massas de mesmo valor, qual a
posição que estas roldanas devem ser colocadas de modo que este sistema fique em equilíbrio?
5. Justifique o observado quando o ângulo ( α ) foi variado entre zero e 180o .
Mecânica
Mesa de Força
3