Descrição
Esta atividade prática A3_EQUILIBRIO_DE_CORPOS_RÍGIDOS integra a disciplina Física Geral e Experimental Energia (Unidade U2_DINÂMICA_DO_MOVIMENTO_DE_ROTAÇÃO) e aborda o equilíbrio estático aplicado a uma balança de prato. O objetivo central é utilizar um contrapeso para equilibrar a balança e, a partir das equações do equilíbrio de momentos para corpos rígidos, determinar a massa desconhecida posicionada no prato (M1, em g).
O exercício é conduzido no laboratório virtual Algetec (plataforma VirtuaLab), no simulador “Estática – Balança de Prato”. No ambiente virtual o aluno insere pesos, visualiza câmeras nomeadas (por exemplo “Pesos”, “Frontal”, “Bancada”), obtém as distâncias do peso e do contrapeso ao pivô usando a opção “Inspecionar”, verifica a massa do contrapeso na caixa de informações e ajusta a posição do contrapeso até que a balança atinja o equilíbrio; a vista ortogonal auxilia na verificação da posição do contrapeso na haste.
Ao término das medições e cálculos, o aluno elabora um relatório em arquivo Word contendo os dados obtidos, os cálculos realizados e um texto conclusivo. O arquivo deve seguir as normas da ABNT quando houver referências, e não pode exceder 2 Mb.
O que é desenvolvido nesta atividade
Aplicação prática das condições de equilíbrio de corpos rígidos para calcular a massa de um objeto sobre uma balança de prato; aquisição e registro de medidas experimentais no simulador (massa do contrapeso, posições/distâncias ao pivô); ajuste de contrapeso até equilíbrio; uso da equação de momentos para validar o equilíbrio e determinar M1 (g); redação de relatório com cálculos e conclusões conforme normas.
Principais conteúdos abordados
- Equilíbrio estático de corpos rígidos e equação dos momentos
- Funcionamento de balança de prato e análise de torques
- Procedimentos no laboratório virtual Algetec (VirtuaLab) — câmeras “Pesos”, “Frontal”, “Bancada”, opção “Inspecionar” e vista ortogonal
- Registro de medidas (distâncias ao pivô, massa do contrapeso) e cálculo de M1 (g)
- Elaboração de relatório em Word com cálculos, conclusão e referências segundo ABNT (tamanho máximo 2 Mb)
Aula Prática Física Geral e Experimental Energia
NOME DA DISCIPLINA: Física Geral e Experimental Energia
Unidade: U2_DINÂMICA_DO_MOVIMENTO_DE_ROTAÇÃO
Aula: A3_EQUILIBRIO_DE_COROS_RÍGIDOS
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Utilizar um contrapeso para equilibrar a balança e, com base nas equações do equilíbrio estático de corpos rígidos, determinar o valor da massa sobre a balança.
SOLUÇÃO DIGITAL: Algetec
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Estática – Balança de Prato”.
O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado preferencialmente por computador.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: ESTÁTICA – BALANÇA DE PRATO
Atividade proposta:
Aplicar as equações de equilíbrio estático de corpos rígidos para obter a massa de um objeto sobre a balança.
Procedimentos para a realização da atividade
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento ESTÁTICA – BALANÇA DE PRATO, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.
O primeiro passo consiste em inserir os pesos na balança.
Para isso, visualize a câmera “Pesos” clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Pesos” localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela.
Posicione um peso na balança clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o peso escolhido.
Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Frontal”.
Posicione o mouse sobre a balança para obter os dados das distâncias dos pesos em relação ao pivô central, bem como o valor do contrapeso.
Com estes dados e a equação do equilíbrio de momentos, será possível calcular o peso desconhecido na balança.
Anote os valores encontrados.
Posicione o mouse sobre o contrapeso para obter sua massa, observando a especificação disposta na caixa de informações.
Anote o valor encontrado.
Ajuste o contrapeso clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o mesmo e arrastando para a posição desejada, até que a balança retorne ao equilíbrio.
Observe que, após clicar no contrapeso, na parte inferior esquerda da tela será exibida a vista ortogonal, onde é possível verificar a posição no contrapeso na haste.
Continue o procedimento até que a balança alcance o equilíbrio.
Obtenha as distâncias do peso e contrapeso ao pivô da balança clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a opção “Inspecionar”.
Anote os valores das distâncias.
Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada”.
Retire os pesos da balança e posicione-os sobre a mesa clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o peso.
Realize os passos listados acima para os outros pesos dispostos sobre a bancada.
Não esqueça de anotar os dados obtidos nos processos experimentais.
AVALIANDO OS RESULTADOS
Com os dados obtidos e calculados, responda os questionamentos a seguir.
- Através das condições de equilíbrio para o corpo rígido, calcule a massa do corpo rígido posicionado na balança.
M1 = __________ g
Atenção: Observe atentamente as unidades das grandezas dispostas no experimento.
- Após a repetição do experimento para os outros pesos dispostos na bancada, descreva qual a relação entre o peso do corpo posicionado no prato da balança e a distância do contrapeso ao pivô.
CHECKLIST
✓ Acessar seu AVA
✓ Clicar no link do experimento ESTÁTICA – BALANÇA DE PRATO
✓ Inserir os pesos na balança
✓ Obter os pesos do prato e contrapeso
✓ Ajustar o equilíbrio da balança
✓ Realizar as medidas
✓ Retirar o peso da balança
✓ Repetir o experimento
✓ Avaliar os resultados
RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em Word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas.
O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
Acrescente as referências bibliográficas, quando houver, segundo as normas da ABNT.
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível descrever o funcionamento de uma balança de prato e utilizar as equações de equilíbrio estático em corpos rígidos para validar o equilíbrio de um corpo rígido.
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