| |
Determinação do centro de gravidade de uma placa plana, com formatos
diversos
| Objetivos: |
1. Utilizar
um método de determinação do centro de gravidade de um objeto.
2. Verificar a validade do método, utilizando figuras simples.
3. Determinar a precisão do método comparando o resultado obtido
para figuras simples com o previsto geometricamente. |
Como
a aceleração da gravidade g pode ser considerada constante em regiões
pequenas, que são envolvidas no cotidiano, o centro de massa de um
objeto e o seu centro de gravidade coincidem.
O método consiste em suspender o objeto por um ponto bem na beira
do mesmo, utilizando um fio de prumo, como mostra a figura abaixo.
Para cada ponto de suspensão do objeto traça-se no papelão uma reta
com a direção do fio de prumo. A interseção das retas determina o
centro de gravidade da placa.
Material necessário
Usar
cartolina ou algum papelão grosso, liso e uniforme, de preferência
com pelo menos uma superfície lisa ou plastificada. (Pode ser, por
exemplo, capa de caderno velho.)
Recorte um círculo de 5cm de raio, um triângulo equilátero de 10cm
de lado e uma outra figura qualquer, com dimensões aproximadas às
das anteriores.
Procedimento
1.
Faça um fio de prumo de cerca de 1m de comprimento, utilizando um
fio fino e forte amarrando um peso numa das extremidades.
2. Deixe aproximadamente 20cm da extremidade livre do fio de prumo,
para ser usado para suspender a placa. Cole o fio, utilizando uma
tira estreita de fita adesiva num ponto da extremidade da peça circular.
3. Marque sobre a figura uma reta exatamente onde passa o fio de prumo,
quando se suspende a placa já com o fio instalado.
4. Suspenda a figura, colando o fio de prumo em outra posição, também
na extremidade da peça. Desenhe outra reta onde passa o fio de prumo.
5. Repita a operação ainda uma última vez.
6. A interseção das três retas define o centro de gravidade da peça.
7. Determine o erro experimental do método e discuta. Verifique se
há inomogeneidades nítidas ou recortes mal feitos na peça.
8. Repita o procedimento para o triângulo equilátero, suspendendo-o
por três pontos quaisquer, não necessariamente pelos vértices.
9. Compare o centro de massa obtido com o esperado, meça a diferença
e discuta.
10. Utilize agora uma figura qualquer escolhida e determine o seu
centro de gravidade.
11. Verifique se o centro de gravidade obtido está correto fazendo
um teste com um lápis de ponta afiada ou com um fio, como mostra a
figura abaixo. Observe se a placa fica na horizontal.
A
melhor maneira de demonstrar os três tipos de equilíbrio é utilizarmos
objetos de madeira, desde que simétricos. Podemos utilizar blocos
de madeira com diferentes seções transversais.
| 1)
Blocos triangulares equiláteros
Servem
para demonstrar os equilíbrios estáveis e instáveis.
Chamamos a atenção para o fato de que, no caso instável, a
posição de centro de gravidade é a mais elevada possível |
|
| 2)
Blocos circulares
Úteis
para demonstrar o equilíbrio indiferente. |
|
| 3)
Blocos triangulares - dois lados iguais
Podemos
demonstrar com eles a obtenção de maior equilíbrio rebaixando-se
o centro de gravidade. |
|
Marques
e Ueta
|
|
