Construçao e uso das balanças


Construção das balanças/uso:


  1. Balança de canudos: braços iguais;

  2. Balança romana;

  3. Balança de Roberval.



a1) BALANÇA DE CANUDOS:


Materiais necessários:


  1. 3 (três) canudinhos de refrigerante

  2. 2 (dois) alfinetes.



a2) Construçao:


Você deve ligar dois canudinhos inteiros a um pedaço de canudo (um terço). As junçoes que ligam os canudinhos sao móveis e feitas também de outros canudos (use a criatividade para ligá-los). Deve-se ter a seguinte figura : (""colocar o desenho"")






b1) BALANÇA ROMANA:

Materiais necessários:

1. Madeiras (tarugos) : 3 pedaços com as seguintes medidas:

- tarugo maior : 31cm x 1,2cm x 0,5

    - tarugo intermeiário: 5cm x 1,2cm x 0,5cm

    - tarugo menor: 2cm x 1,2cm x 0,5cm;

2. Palitinho de crurrasco : 25cm.

  1. Arame fino: mais ou menos 40 cm;

  2. Copo descartável;

  3. Cola para madeira ou papel;

  4. Alfinetes;

  5. Parafusos e porcas que obedeçam as proporçoes do experimento: 2 (dois) de cada;

  6. Papel milimetrado.


b2) CONSTRUÇÃO:


    1-Pegue a madeira maior e faça um corte como na fig abaixo;

    2-com os outros tarugos faça a seguinte construçao:

    3-agora devemos agrupar os tarugos A , B e C colando-os uns sobre os outros;

    4-No tarugo A, iremos colocar um gancho para fixarmos o suporte com o prato e também os alfinetesque servirao para apoiar a balança.

    5-No tarugo C deve conter um parafuso com uma porca conf a figura abaixo;

c1) BALANÇA DE ROBERVAL:



Materias necessários:


  1. 8 (oito) palitos de picolé;

  2. cola para madeira;

  3. um tarugo de aproximadamente 50cm;

  4. 2 (dois)palitinhos de churrasco;

  5. alfinetes.

Obs.: a montagem da balança de Roberval deve obedecer ao esquema da figura.



USO DAS BALANÇAS:




Essa balança tem por finalidade mostrar aos alunos os conceitos físicos envolvidos para que se possa entender melhor o funcionamento das demais balanças.



  1. A princípio fizemos a construção da balança explicando detalhadamente os passos de montagem.

  2. Coloca-se a balança de forma que somente o apoio ,que são os alfinetes (pontos de suspensão), fiquem sobre o plano (mesa de sala de aula), ou seja, nenhuma outra parte da balança deve entrar em contato com a mesa.

  3. Devemos estudar a melhor configuração que representa a balança, pois se não ajustarmos as suas partes móveis, veremos que o aparato se comportará da mesma forma que uma gangorra, ou seja, é preciso ajustar o travessão de acordo com a altura no canudo maior (canudo que está na vertical do plano). E ainda, deve-se certicar-se que o travessão tem braços iguais (balança de braços iguais) para que não venha a pender para um dos lados; caso isso ocorra, faz-se um contrapeso de um pedaço de canudo para manter o travessão na horizontal.

  4. Verificamos que o nosso aparato pode ter duas configurações:

4.1- Gangorra: caracteriza-se uma gangorra quando não temos o equilíbrio dos dois braços na horizontal, ou seja, o aparato tende a permanecer pendente para um dos lados. Pode-se observar isso devido ao fato que o centro de massa está acima do ponto de suspensão.

4.2 – Balança: ao contrário da gangorra, a balança permanece com os seus braços na horizontal, pois se tentarmos movê-la para um dos lados, verifica-se que ela volta a posição inicial, que é a posição de equilíbrio. Neste caso, o centro de massa encontra-se abaixo do ponto de suspensão.







De posse dos conceitos trabalhados com a balança de canudinhos, passamos agora analise de como utilizar a balança romana de braços desiguais.



  1. Procede-se na analise da balança da seguinte forma:

    1. Antes de se iniciar qualquer medição, deve-se atentar para o perfeito ajuste da balança. Ou seja, fazer o que se chama de “ zerar a balança”. Para isso, deve-se ajustar com as porcas contidas nos parafusos a posição na qual o travessão da balança permanecerá exatamente na posição horizontal do plano, o que consequentemente será indicado quando o fiel (palito de churrasco) estiver na posição vertical do plano da mesa onde esta suspensa a balança. E ainda, devemos ajustar, com um contrapeso (fio enrolado no fiel) a precisão da balança, que se caracteriza por uma oscilação maior ou menor do pêndulo que neste caso e o próprio fiel da balança.

    2. Coloca-se uma massa desconhecida no prato da balança para que se possa medi-la, pois o que se quer aqui é medir uma massa tomando-se como referência uma outra que servirá como padrão. Para isso, coloca-se contrapesos de massa conhecidas na outra extremidade do travessão e em posições diferentes de acordo com a escala milimetrada que se encontra na parte lateral do mesmo.

    3. Pode-se verificar o equilíbrio quando o fiel estiver na posição vertical. Para se determinar a massa que está sendo determinada (“pesada”), deve-se observar a distância indicada na escala que se encontra no travessão. Assim, verifica-se que a massa a ser determinada tem o mesmo valor do contrapeso quando estiver a mesma distância do ponto de apoio. Ex.: Se a massa conhecida (contrapeso no travessão) estiver a dez centímetro do centro de suspensão e o prato da balança estiver também a esta mesma distância e ainda, o fiel da balança estiver na posição vertical ( o que caracteriza o equilíbrio na balança), pode-se concluir que a massa tem o mesmo valor do contrapeso, ou seja, a massa desconhecida tem “um vezes o valor da massa conhecida (1 x m). Agora, se o prato da balança estiver a dez centímetros (distância fixa) do ponto de apoio e o contrapeso estiver a vinte centímetro desse mesmo ponto, deve-se concluir que a massa desconhecida terá “duas vezes o valor da massa conhecida”. Mas, se o contrapeso estiver a cinco centímetros do ponto de suspensão ( ou de apoio), então o valor da massa a ser determinado tem “ a metade do valor do contrapeso que é conhecido ( ½ m). Isto ocorre devido ao cálculo do torque produzido por essa massa ( conhecida e desconhecida). Vide conceitos físicos.







A balança de Roberval tem, como se pode observar na figura, os braços iguais. Dessa forma deve-se analisar a questão do torque causado pelas massas envolvidas (conhecida e desconhecida). Ao colocar-se duas massas, uma em cada lado da balança, tem-se duas situações distintas:

1° - se as massas forem iguais, a balança (logicamente) permanecerá em equilíbrio independentemente da posição dessas massas em suas extremidades (pratos da balança) e em qualquer posição com relação ao eixo horizontal da mesma.

2° - se as massas forem diferentes, a balança não permanecerá em equilíbrio e penderá para o lado que estiver a massa de maior valor.


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