Componentes de uma força

OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA

Esta experiência está dirigida aos alunos do 9º ano de escolaridade de Dinâmica. Observaremos numa montagem simples como uma força se pode decompor na soma de duas, três ou mais forças.

MATERIAIS NECESSÁRIOS

• Anilha
• Base suporte
• Dinamómetro de 1 N
• Jogo de pesos
• Nivel
• Noz dupla (4)
• Roldana com haste (2)
• Portapesos (2)
• Rolo de 200 g
• Parafuso de mesa (3)
• Vareta eixo
• Vareta suporte (2)
• Vareta suporte de 250 mm
• Vareta suporte roscada

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Uma força pode decompor-se na soma de duas, três ou mais forças. Se decompomos a força f no espaço em três forças perpendiculares entre si, a estas chamaremos componentes ortogonais de

Utilizando um sistema retangular de coordenadas, será dado por  como se vê na figura 2. Consideramos os vectores unitários,  de módulo unidade, em direção aos eixos coordenados e sentido positivo. As componentes escrever-se-ão:

onde são números que representam o módulo das componentes, pelo que

Se se dão as componentes de uma força, o seu módulo obter-se-á como se indica de seguida:

Tendo en conta a fórmula [2]:

pelo mesmo,

com o que na [3] obtém-se

Quando o módulo de uma das componentes seja nulo, por exemplo,f(2). = O, a [2] fica convertida em

Que é o caso especifico de uma força no plano definido pelos eixos de x e de y.

INSTRUÇÕES PARA REALIZAR A EXPERIÊNCIA

Realizar a montagem da figura 1 e posicionar os pesos dos portapesas para que as cordas fiquem perpendiculares.

(Podemos auxiliar-nos com o nível)

Realizar a leitura do dinamómetro, e o valor dos pesos dará o valor dos componentes. Aplicando a [4]

obtém-se o valor do módulo f Comparar com o peso do rolo.

Se baixamos o eixo tambor, de forma que  f se mova dentro de um mesmo plano, até conseguir que se encontrem num mesmo plano, então .f(z)  é anulado e [5] se converte em

OBSERVAÇÕES

Nesta experiência, em vez de trabalhar com os componentes, faz-se com os componentes da reação R. Isto, porque o sistema deve permanecer em equilibrio.

VIDEO DA EXPERIÊNCIA