Experimento de Física: Torque
Os alunos da turma de Física da disciplina de Laboratório de Física realizaram experimentos em laboratório, cada um com seu respectivo tema de mecânica, sendo: Associação de Polias, Queda Livre, Torque, Pêndulo Simples e Conservação de Energia.
Figura 1. Experimentos realizados no laboratório de Física (Fonte: autoria própria - Laboratório de Física)
As atividades experimentais tinham como objetivo encontrar constantes e unidades que correspondem segundo a literatura física, como a aceleração da gravidade de Curitiba, conservação da energia e a força em torque necessária para mover um objeto.
Para chegar nesses resultados esperados, envolvem inúmeras variáveis que influência em quase 100% do experimento, como a temperatura do ambiente, a pressão atmosférica, o atrito da superfície, substâncias químicas no ar, a propagação do som e o próprio operador, todas elas contribui para oscilação dos dados.
O método para se aproximar de um resultado coletado experimentalmente, é repetir várias vezes e tirar a média aritmética simples, assim diminuímos os erros em cada dado coletado.
Nos experimentos foi o que aconteceu, ao realizar a operação, repetíamos cinco vezes, coletávamos e tirávamos a média aritmética simples dos dados coletados. No fim, em alguns experimentos aproximamos em 90% dos resultados e em outros 70%.
Fonte das imagens: autoria própria.
Na extremidade do bastão que está inclinada para cima, contém um dinamômetro, é através dele que medimos a força em 90º graus (puxando para baixo) necessária para erguer o copo (para cima).
Experimento de Torque
Nas imagens acima é o experimento de Torque, no qual eu apresentei, ele é um bastão de madeira de 90 cm de comprimento, a base é em X's para o eixo em "O", elásticos para os pontos "P" e um copo de plástico para se colocar as massas.
O objetivo é comprovar que o torque necessário para levantar o copo é o mesmo em todos os pontos P a uma dada distância do eixo O, em outras palavras, mesmo que aumente a distância "r" do O para diminuir a aplicação da força, o torque Newton vezes metro, será o mesmo.
Experimentalmente conseguimos alcançar bem próximo do esperado, comprovando fisicamente.
Representação vetorial das forças e das distâncias (Fonte: autoria própria)
Pra economizar esforços, a não usar o seno de phi, como representado na equação, aplicamos a força tangencial "Ft" perpendicular a área do bastão, ou seja, 90º graus, nos três pontos P, cada uma com a sua distância r vetorial.
Nas tabelas, dados coletados das distâncias r dos três pontos. E das forças F (já com a sua média aritmética simples calculada).
Como pode ver, na distância r1 aplicou-se a força de 0,42 N (Newton's), uma força pequena em comparação a da força 3 que é de 1,46 N, pela a razão de sua a proximidade do ponto "P" (r3) ao ponto "O" (eixo).
Feitos os cálculos nos três pontos do torque (tau), encontramos uma pequena diferença nesses resultados do Nm (Newton - metro).
Como foi discutido anteriormente, o torque deve ser o mesmo independente das distâncias r.
Experimentalmente, mesmo com as divergências, aproximamos o torque esperado.
Dia da realização do experimento 12/abr 2019
HALLIDAY, David / RESNICK, Robert / WALKER, Jearl. Fundamentos de Física 1: Mecânica. Edição 6ª, 2002.
OLIVEIRA, D. F. Machado de. Experimento de Física em laboratório: torque; Blog D Felipe M Oliveira, 2019. Disponível em <https://blogdfelipemoliveira.webnode.com/l/ex
perimentostorque/>. Acesso em: ## mês 20##.