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mOMENTO DE UMA FORÇA
Tipologia: Notas de estudo
Oferta por tempo limitado
Compartilhado em 27/09/2010
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Objetivo
Mostrar que o efeito de uma força, para tentar fazer um corpo girar em torno de um eixo, depende não só do valor da força como também da distância a que ela atua
Introdução
Momento de uma força
Se um corpo suspenso por um fio for afastado de sua posição de equilíbrio e depois abandonado a si mesmo, seu peso provocará uma rotação no sentido de fazer o corpo voltar à posição de equilíbrio.
Quando estamos apertando ou desapertando um parafuso, conseguimos produzir uma rotação, aplicando uma força ao cabo de uma chave. Batendo com o dedo na extremidade de uma das pás de um ventilador desligado consegue-se fazê-la girar rapidamente.
Verifica-se assim que uma força, atuando sobre um corpo que tenha a possibilidade de girar em torno de um ponto fixo, pode produzir rotação. A medida da eficiência de uma força no que se refere à tendência de fazer um corpo girar em relação a um ponto fixo chama-se momento da força em relação a esse ponto.
O momento depende somente da intensidade da força e do seu braço de alavanca. Obtém-se o momento de uma força em relação a um ponto multiplicando-se a intensidade da força pela distância do ponto à linha de ação da força.
O conceito de momento (ou torque) é usado, mesmo intuitivamente, com grande freqüência em nossa vida diária. É o caso, por exemplo, de uma pessoa que fecha uma porta aplicando a força no meio da porta; obterá um efeito de rotação maior se aplicar a mesma força na extremidade da porta. Nessa última situação, a distância da força ao eixo de rotação é maior e, portanto, maior será o momento dessa força, isto é, maior será o efeito de rotação que ela produz.
O momento de uma força, em relação a um ponto de um eixo, exercida num ponto (por exemplo, o momento da força exercida por uma mão num ponto de uma porta em relação ao eixo de rotação da porta), cuja posição é descrita por um vetor posição, é uma grandeza vetorial que se obtém através do produto vetorial entre o vetor posição e o vetor força:
O momento de uma força em relação a um eixo é uma grandeza escalar que consiste na projeção, sobre o eixo de rotação, do momento de uma força em relação a um ponto. A figura seguinte representa a porta citada no exemplo e, ao lado, o esquema geométrico da força e da distância ao eixo:
Define-se o momento de uma força, M, em relação a um eixo de rotação, como o produto do módulo da força pela distância entre o seu ponto de aplicação e o eixo e pelo seno do ângulo (que não tem unidade) formado entre a direção da força e a distância referida:
Desenvolvimento Prático.
Peso calculado =
Força Medida = 0,9N
Momento das forças atuando na barra
Força F calculada =
Exp. 02:
O segundo experimento consiste em medir a força necessária para manter o sistema em equilíbrio, quando adicionado um peso em um determinado local da barra. Em seguida calcular os momentos das forças atuantes na barra, e comparar os valores calculados com os medidos.
Momento do peso adicionado no terceiro furo, a 10cm do apoio da barra.
Momento do peso da própria barra.
Momento da força F.
Somatória dos momentos das forças na barra.
Força medida =1,2N
Exp. 03:
O terceiro experimento tem os mesmos objetivos dos anteriores, com o diferencial da posição do apoio da barra, que neste caso fica no meio da barra, e não na extremidade da barra como nos experimentos anteriores. O peso também muda de posição neste caso, sendo testado em três posições diferentes.
Momento de Pp no segundo furo:
Momento de F: (calculado)
F medido
Momento de Pp no terceiro furo:
Momento de F. (calculado)
F medido
Conclusão:
Referências:
http://www.feiradeciencias.com.br/sala02/02_035.asp
http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=
http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=107&idSubSecao=&idTexto=
