Este experimento teve como objetivo determinar a força resultante em um sistema de equilíbrio estático variando o ângulo das forças atuantes e comparar os resultados obtidos experimentalmente e por cálculos. Foram realizadas medições em uma mesa de forças variando os ângulos de duas forças aplicadas e ajustando uma terceira força até o equilíbrio. Os resultados experimentais divergiram dos valores teóricos devido a fatores como atrito e erros de medição.

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Curso de Engenharia
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Determinação Força Resultante (Mesa de Forças)
Yasmin Araújo RA: C142182 Turma: EC2D30
Samara Sales Souza RA: T18682-0 Turma: EC2C30
Mecânica da Partícula, Cleber Alves
30 de Outubro de 2014
Este experimento busca demonstrar a força resultante de sistema de equilíbrio estático, variando-se o
ângulo das forças atuantes no sistema, comparar os resultados obtidos através do dinamômetro e cálculos algébricos
e comprovar o conceito de força.
Introdução Teórica
As grandezas físicas são divididas em escalares e vetoriais. As grandezas que ficam bem caracterizadas por apenas
um número e uma unidade, tendo consequentemente apenas um valor numérico, são denominadas escalares. Massa, tempo, energia e
temperatura são exemplos de grandezas escalares. Já as grandezas vetoriais, como força, velocidade e aceleração, para serem
caracterizadas, exigem a especificação de um módulo, uma direção e um sentido que se combinam segundo certas regras de adição,
subtração e multiplicação vetorial. O método experimental consiste em aplicar duas forças em uma mesa de força sobre polias
posicionadas em ângulos determinados. Sobre a terceira polia ajusta-se o valor da força e o posicionamento desta polia em função do
ângulo até que se estabeleça o equilíbrio entre as três forças. Essa terceira força é chamada força de equilíbrio (F3 = P3). Essa força
não é a mesma força resultante, ela possuio mesmo módulo, mesma direção, porémsentido oposto, visto que deve equilibrar o sistema.
MateriaisUtilizados
 Dinamômetro
 Papel milimetrado
 Balança
 Kit de massas cilíndricas com suporte
 Kit mesa de forças
 Suporte e garra.
Procedimento / Resultados
Primeiramente neste experimento foi usado a balança para medir as massas em gramas e convertidas para
quilogramas. Para torna possívela verificação experimental da soma de vetores foi utilizado um dispositivo conhecido como mesa de
forças. Veja na imagem abaixo do que se trata:
Figura 1- Esquema da Mesa de Forças

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Também foi utilizado o dinamômetro um dispositivo utilizado para medir a força resultante, este dispositivo é
dotado de estrutura, mola, gancho em uma extremidade da mola e graduação na estrutura. Em uma das extremidades da mola encontra-
se presa a estrutura graduada e outra extremidade o gancho, que se localiza fora da estrutura. Observe:
Figura 2- Dinamômetro
O princípio de funcionamento consiste na deformação que a mola sofre em razão da ação de uma força que é proporcionala
esta força aplicada, sua intensidade é indicada na graduação existente na estrutura que é medida em Newton. E assim foi montado o
experimento, veja:
Logo após a montagem do experimento foi escolhido valores para as forças componentes 𝐹1 e 𝐹2 afastando os suportes do
anel que une os três fios em ângulos de modo que ao equilibra-las a carga máxima do dinamômetro não seja ultrapassada. E os valores
lidos encontra-se na tabela abaixo:
Medida 𝐹1 (N) 𝐹2 (N) 𝐹3 (N)
1 5,78 160° 11,5 170° 1 30°
2 6,76 145° 13,5 170° 1,3 45°
3 11,7 140° 18,4 160° 2 60°
4 16,6 112,2° 23.3 140,8° 2 90°
5 21,4 111° 28,35 140° 2,2 115°
Tabela 1- Coleta de dados experimentais.
R
oldanas
Visão LateralVista
Superior
Dinamôme
tro
Figura 3- Esquema de montagem.

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Depois do recolhimento de dados foi calculado os valores teóricos da força de 𝐹3 por meio da equação
𝐹3.𝑡𝑒𝑜𝑟=√𝐹1
2+𝐹2
2+2.𝐹1. 𝐹2.cos
. E calculado os erros percentuais. Veja na tabela abaixo:
Medida 𝐹3 teórico (N) 𝐸 𝐹 % (força)
1 16,7 -94%
2 18,8 -93%
3 26,2 -92%
4 28,6 -93%
5 27,3 -92%
Análise dos Resultados
Com todos os procedimentos pode se chegar ao seguinte resultado: quando várias forças atuam num corpo ao
mesmo tempo, a melhor forma de estudar o comportamento do corpo quando o sujeito a essas forças é determinar a força resultante
em que nele atuam. Pois a força resultantenada mais é que aforça que produz o mesmo efeito que todas as outras aplicadas a um corpo.
Os valores calculados não foram iguais aos valores observados, pois nos casos avaliados não foram observados fatores como
atrito gerado pelas roldanas, massa do fio e além disso podem ter ocorrido erros como imprecisão da centralização das forças.
Conclusão
Este experimento comprovou que a força resultante de um sistema de forças é igual somatórias de todos componentes em x
e em y, os resultados divergiram um pouco, pois não foi considerado o atrito das roldanas e massa do fio utilizado, além dos comuns
erros que o experimento esta sujeito, como citados anteriormente.
Ou seja quando se tem mais de uma força em um sistema qualquer, resultante é a força que substitui todas as outras.
Bibliografia
Halliday, David; Renisck, Robert; Walker, Jeal, Fundamentos da física, vol. 1 Rio de Janeiro, LTC (2008) 8ª edição.
Sear, Zemensky e Young, Física 1, mecânica , 10ª edição, São Paulo, Pearson Addison(2003).
TIPLER, P. A.: Física para Cientistas e Engenheiros. 5ª edição. LTC, 2006.
ALONSO, M.: Física - Um Curso Universitário. Vol. 1.EdgardBlücher, 2004.
HALLIDAY, D.; KRANE, K. S.; RESNICK, R.: Física. 1. LTC, 2004.
YOUNG, H. D.; FEEDMAN, R. A.: Física I. 10ª edição. Pearson, 2003.