FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA
CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA
PRIMEIRA SÉRIE DO ENSINO MÉDIO – Turma 2123
Trabalho Trimestral de Física
BALANÇA DE DOIS BRAÇOS
IGUAIS
Douglas da Silva (08)
Nathan Rodrigues da Silva (25)
Rafael Xavier Lara (27)
Rômulo Ricaldi (30)
Prof. Luiz André Mützenberg (orientador)
Novo Hamburgo, junho de 06.
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SUMÁRIO
SUMÁRIO
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1 - INTRODUÇÃO
3
2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
4
3 - DESENVOLVIMENTO
6
3.1 - Experimento
6
3.2 - Análise dos dados
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4 - CONCLUSÃO
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ANEXOS
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1 - INTRODUÇÃO
A teoria da balança foi assunto de estudos do grego Aristóteles (384-322 a.C.), que
decompôs o movimento dos braços da balança em seus componentes radial e tangencial.
A obra Perì Cygôn (sobre alavancas) de Arquimedes (287-212 a.C.) contém as
considerações principais sobre o centro de gravidade e o braço da alavanca. Contudo, a
teoria completa da balança foi desenvolvida somente em 1747, por Leonhard Euler
(1707-1783), matemático e físico suíço. Na década de 1870, Dimitri Mendeleev (18341907) reestudou a teoria física da balança. O resultado de seus cálculos mostrou que
uma exatidão de 1/15 mg com uma carga de 1 kg podia ser obtida com um tamanho de
travessão até quatro vezes menor que os instrumentos da ocasião, resultado esse que
teve influência na construção das balanças comercias a partir daquela época. [1][L1]
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2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A balança é empregada em uma operação denominada pesagem; esta é realizada
mediante a comparação direta entre dois objetos, um de massa conhecida e outro de
massa desconhecida. A balança, com efeito, nada mais é do que uma alavanca.
Alavanca é qualquer barra rígida capaz de se mover em torno de um ponto, denominado
ponto de apoio.
Conforme a posição relativa da força motriz, da força resistente e do ponto de
apoio têm-se três tipos de alavancas: interfixa; inter-resistente e intermotriz. O interesse
recai no funcionamento da alavanca interfixa, para a descrição das características
essenciais da balança: o ponto de apoio situa-se entre a força motriz e a resistência.
Quanto à condição de equilíbrio nas alavancas, diz-se que um corpo está em
equilíbrio mecânico quando duas condições são obedecidas: a resultante das forças que
agem sobre o corpo deve ser nula e o momento resultante das forças que agem sobre o
corpo também deve ser nulo.
A balança mecânica tem um travessão rígido e um ponto de apoio central, onde se
liga uma haste oscilante (fiel), cuja ponta percorre uma escala de fundo graduada. O
travessão é dividido em dois segmentos, denominados braços; em cada extremidade do
travessão há um prisma que suporta o prato da balança por meio de uma suspensão
adequada. [1]
Mas a balança de braços iguais construída pelos componentes do grupo é
composta basicamente por um travessão horizontal, apoiado por um travessão vertical.
Nela há dois pratos suspensos nas extremidades do travessão horizontal. [2] Vide figura
1.
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Quando colocamos qualquer objeto em uma das bandejas, esta gira e se desloca
para baixo. Para que a balança volte a se equilibrar mantendo os pratos na horizontal, é
necessário colocar na outra bandeja, objetos de massas padronizadas, de forma que a
força gravitacional resultantes sobre os padrões seja igual à força gravitacional que atua
sobre o objeto, compensando assim seus respectivos torques. A condição de equilíbrio
exige que a resultante das forças sobre a parte móvel da balança seja zero.
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3 - DESENVOLVIMENTO
A balança foi construída de madeira, tendo sua base dividida em duas partes,
esquerda e direita, que são unidas por meio de uma base menor, esta mesma base
contém um eixo metálico na sua extremidade oposta à base. A este eixo esta encaixada
uma haste móvel, de modo que o atrito sofrido entre o eixo e a haste não afete na
pesagem mais tarde.
Em cada extremidade da haste móvel contém um gancho parafusado a esta, os
mesmos encontram-se a 1 cm do final da haste. Nos ganchos estão pendurados os
pratos. Pratos estes feitos de couro, em forma de circulo, os dois devidamente do
mesmo tamanho. Os couros estão amarrados aos parafusos por meio de uma corda
encerada muito resistente. Para Medidas da balança vide figura 1.
3.1 - Experimento
Quando terminamos de montar a balança, ela havia ficado desnivelada, então
colocamos pregos na extremidade oposta da haste para nivelá-la.
A balança está nivelada quando, sem nenhum peso nela, ela esta equilibrada.
Para testar a qualidade dela, pegamos dois materiais de pesos iguais para pesar,
e para constatar se estava tudo nos conformes, trocamos os pesos de pratos.
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3.2 - Análise dos dados
A Base
A base tem como objetivo sustentar a balança, portanto é a parte mais resistente.
A Haste fixa
Tem como objetivo elevar a haste móvel a ponto que os pratos não encostem-se
ao chão.
O Eixo
Tem principal função que é manter a haste móvel sensível a ponto de poder
medir com precisão os que se é pedido.
A Haste móvel
Essa definira o peso em relação ao nivelamento dela, se a haste estiver
desnivelada as chances de haver um erro são muito maiores do que se ela estiver
nivelada.
Os pratos
São onde são colocados os pesos e estes possuem tamanhos iguais e também são
pendurados a alturas iguais para não haver desnivelamento.
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4 - CONCLUSÃO
A partir dos testes realizados com a balança concluímos que nosso objetivo de
construí-la forte o bastante para suportar uma massa de até 1 kg, e precisa o bastante
para ter uma margem de erro de 5g para mais ou para menos foi alcançado com sucesso.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]
AFONSO, Carlos Júlio & SILVA, Raquel Medeiros da. A Evolução da balança
Analítica. 27. ed. Rio de Janeiro: Quím. Nova. 2004. 07p. Disponível em:
<http://quimicanova.sbq.org.br/qnol/2004/vol27n6/29-AG03221.pdf > Acessado
ultima vez em: 06 de abril de 2006.
[2]
SILVA. Uilton J. , Balança de Braços iguais. Disponível em:
<http://servlab.fis.unb.br/matdid/1_2000/uilton/balanca/balbrigu.htm> Acessado
ultima vez em: 06 de abril de 2006.
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ANEXOS
Imagem 1. Balança de Braços Iguais. Montagem e Medias.
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