FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA
Roteiro para Aula Prática
Prof.:
Curso:
Data: ____/____/____
Sala :
Turma:
Aluno:
n°:
Roteiro elaborado pelo Professor Luiz André Mützenberg
SOMA DE FORÇAS
Objetivo: Estudar a soma vetorial de forças usando métodos gráficos e análise matemática
Introdução:
As grandezas físicas vetoriais necessitam de um tratamento matemático apropriado, elas não podem ser somadas como escalares, na soma das grandezas vetoriais deve
considerar a sua direção e sentido par obter os resultados
corretos. Nesta experiência você vai somar vetores usando
diferentes métodos gráficos e de análise matemática e testar a veracidade dos resultados.
F1
Material:
• Prancha para estudo vetorial de forças (do laboratório); Dinamômetro ( do laboratório ); Massas graduadas e
roldanas ( do laboratório ); Régua, transferidor, esquadro,
compasso, lápis e calculadora científica.
F2
Fundamentação Teórica:
R
A Lei dos Cossenos, estudada na Trigonometria da
disciplina de Matemática permite obter a fórmula:
R2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα
que permite calcular a resultante de duas forças quando
é conhecido o módulo das duas forças e o ângulo entre
elas.
Da Lei os senos poderemos obter as relações para calcular os ângulos entre a resultante e as forças
Soma de Vetores
Y
R
F1
R
F1
F2
=
=
sen(180-α)
sen(β) sen(γ)
Estas relações podem ser usadas para fazer a decomposição de uma força em duas componentes em duas direções
pré estabelecidas.
Existem três métodos gráficos para encontrar a resultante de duas forças.
α
β
γ
F2
X
Nesta experiência você deve determinar a força resultante aplicada em um prego no qual estão aplicadas
duas forças não paralelas e testar cada um dos métodos gráficos para somar vetores e no final escolher aquele
que foi melhor compreendido para resolver os problemas.
MÉTODO DOS ESQUADROS.
Procedimentos:
01- Anote o peso aplicado em cada corda e a direção em que ela traciona o prego e represente as forças em
seus respectivos ângulos.
02- Encoste o esquadro em F1, use a régua como apoio e translade F1 até a extremidade de F2.
03- Encoste o esquadro em F2, use a régua como apoio e translade F2 até a extremidade de F1.
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04- A resultante é representada pelo vetor que vai do ponto de aplicação das forças F1 e F2 até o cruzamento
das linhas trasladadas.
05- Use o dinamômetro para verificar se a força que permite deixar o anel sem encostar no prego é a força que
anula a resultante encontrada no pelo método gráfico.
06- Faça a soma vetorial das forças usando as equações apresentadas na página anterior.
Questionário:
01- Que condições devem ser satisfeitas para que duas forças se anulem?
02- Qual é o módulo máximo que pode ser obtido com as forças usadas nesta experiência? Qual deve ser o
ângulo para obter a força resultante máxima?
03- Qual é o módulo mínimo que pode ser obtido com as forças usadas nesta experiência? Qual deve ser o
ângulo para obter a força resultante mínima?
MÉTODO DO COMPASSO
Procedimentos:
01- Anote o peso aplicado em cada corda e a direção em que ela
traciona o prego e represente as forças em seus respectivos ângulos.
02- Coloque a ponta seca do compasso no ponto de aplicação
das forças e faça uma abertura igual ao módulo de F1.
03- Coloque a ponta seca do compasso na seta de F2 e desenhe o
arco A.
04- Coloque a ponta seca do compasso no ponto de aplicação
das forças e faça uma abertura igual ao módulo de F1.
05- Coloque a ponta seca do compasso na seta de F2 e desenhe o
arco A.
06- A resultante é representada pelo vetor que vai do ponto de
aplicação das forças até o cruzamento dos arcos.
07- Faça a soma vetorial das forças usando as equações apresentadas na página anterior.
B
Y
R
A
F2
F1
X
Questionário:
01- A resultante encontrada corresponde a força feita pelo dinamômetro para deixar o anel sem encostar no
prego?
MÉTODO DO TRANSFERIDOR
Procedimentos:
01- Anote o peso aplicado em cada corda e a direção em que ela
traciona o prego e represente as forças em seus respectivos ângulos.
02- Faça um prolongamento para cada uma das forças.
03- Meça o ângulo entre as forças e pela extremidade de cada uma
das forças desenhe uma reta que forme com o prolongamento o
mesmo ângulo que foi medido entre as forças.
04- A resultante é representada pela reta que vai do ponto de aplicação das forças até o cruzamento das retas que passam pela extremidade das forças.
05- Faça a soma vetorial das forças usando as equações apresentadas na página anterior.
Y
α
R
α
F2
α
Questionário:
01- É correto afirmar que a resultante de duas forças de 60N e 80N é de 100N? Justifique.
Conclusão:
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F1
X