Balança de braços iguais
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Balança de braços iguais
FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA 1ª SÉRIE DO ENSINO MÉDIO – Turma 3111 Trabalho Trimestral de Física Balança de braços iguais Guilherme Moises. Dias Lima (15) Marcus V. Arnold ( _) Vinicius P. da Silveira (30) Walker Eduardo Puhl (31) Prof. Luiz André Mützenberg (orientador) Novo Hamburgo, junho de 06 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com SUMÁRIO SUMÁRIO 2 1 - INTRODUÇÃO 3 2- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 4 3 - DESENVOLVIMENTO 6 2.1 - Experimento 7 2.2 Análise dos dados 8 2 - CONCLUSÃO 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 9 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 1 - INTRODUÇÃO Neste trabalho trimestral abordamos a balança de braços iguais, que igualando os pesos ela consegue dar uma medida muito aproximada e nosso objetivo é colocá-la em posição que ela tenha a medida de até 5g máxima de erro. Ela é totalmente mecânica foram usadas técnicas antigas e eficazes. Admite-se que a balança tenha origem no Antigo Egito. Durante cerca de 40 séculos, a balança teve como característica a existência de dois pratos. Escolhemos esta balança pois ela é a mais fácil de se fazer entre as três que tínhamos para escolher e porque ela foi eleita a mais interessante pelos componentes do grupo. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 4 2- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A balança é empregada em uma operação denominada pesagem; esta é realizada mediante a comparação direta entre dois objetos, um de massa conhecida e outro de massa desconhecida. A balança, com efeito, nada mais é do que uma alavanca. Alavanca é qualquer barra rígida capaz de se mover em torno de um ponto, denominado ponto de apoio. Quanto à condição de equilíbrio nas alavancas, diz-se que um corpo está em equilíbrio mecânico quando duas condições são obedecidas: a resultante das forças que agem sobre o corpo deve ser nula e o momento resultante das forças que agem sobre o corpo também deve ser nulo. A balança mecânica tem um travessão rígido (que serve para equilibrar e sustentar os pratos) e um ponto de apoio central (ele é um fundamento que não pode faltar pois ele tem a variabilidade de movimento em relação as massas que assim é possível determinar as medidas das mesmas) , onde se liga uma haste oscilante ( que ajuda a movimentação da balança sem movimentos muito grandes), cuja ponta percorre uma escala de fundo graduada( que faz o movimento da haste oscilante). O travessão é dividido em dois segmentos, denominados braços; em cada extremidade do travessão há um prisma(gancho) que suporta o prato da balança por meio de uma suspensão adequada. A tecnologia da balança aumenta A teoria da balança foi assunto de estudos do grego Aristóteles (384-322 a.C.), que decompôs o movimento dos braços da balança em seus componentes radial e tangencial. A obra Perì Cygôn (sobre alavancas) de Arquimedes (287-212 a.C.) contém as considerações principais sobre o centro de gravidade e o braço da alavanca. Contudo, a teoria completa da balança foi desenvolvida somente em 1747, por Leonhard Euler (1707-1783), matemático e físico suíço. Na década de 1870, Dimitri Mendeleev (18341907) reestudou a teoria física da balança. O resultado de seus cálculos mostrou que uma exatidão de 1/15 mg com uma carga de 1 kg podia ser obtida com um tamanho de PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 5 travessão até quatro vezes menor que os instrumentos da ocasião, resultado esse que teve influência na construção das balanças comercias a partir daquela época. Cuidados com a balança[L1] O uso da balança, independente do modelo, exige uma série de cuidados para que o resultado seja confiável e a durabilidade do instrumento seja elevada; isto inclui a eliminação de possíveis fontes de erros nas pesagens (empuxo, efeito de temperatura, eletricidade estática). Afora essas considerações iniciais, a balança passou por um novo período de estagnação quanto à evolução técnica. Porém, a sua utilização na Química teve extraordinário crescimento. A determinação da massa estava intimamente ligada à descoberta de leis ponderais e de novos elementos químicos, ao desenvolvimento da química orgânica e à evolução da análise quantitativa gravimétrica inorgânica e orgânica. Nesse aspecto, já se afirmava que "toda a operação química de precisão começa e termina na balança" (situação válida até hoje). A balança se promove diante a tecnologia A melhoria da sensibilidade da balança teve capítulo especial no desenvolvimento da análise quantitativa orgânica. A partir do método da combustão controlada, desenvolvido por Justus Von Liebig (1803-1873), que requeria uma quantidade de 0,5 a 1,0 g de material para análise, às vezes impraticável quando do isolamento de um produto natural, Fritz Pregl (1869-1930) introduziu um processo de microanálise em 1911, melhorando os instrumentos e acessórios envolvidos, especialmente a sensibilidade da balança. Com isso a massa necessária passou para a faixa 3-4 mg, sendo ele premiado com o Nobel de Química em 1923. Era das balanças As balanças começaram a figurar em catálogos nos anos 1870, mas foi a partir de 1895 que se verificou uma grande diversificação de modelos, segundo a massa que deveriam determinar e o material de construção de que seriam feitas (latão, cobre, bronze, alumínio etc) . As balanças começaram a ser utilizadas também em industrias e em diversos pontos do comércio. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 6 3 - DESENVOLVIMENTO A montagem da balança ate que foi um pouco difícil, pois só tínhamos o desenho de como iríamos faze-la em mente e uma noção básica de como monta-la com algumas pesquisas. Começamos primeiramente conseguindo as peças que são: uma base que serve para apoiar o resto da balança e fazer com que ela não caia ou perca o equilíbrio para algum lado, uma haste que serve para podermos encaixar o travessão e fazer com que ele não encoste no chão , um travessão que serve para podermos manter o equilíbrio nas bandejas, duas bandejas para colocarmos o pesos que vamos pesar e dois parafusos com polcas que servem para regular a balança. Esses materiais foram bem simples de conseguir, pois os componentes do grupo já os tinham em casa com isso não foi preciso gastar comprando os materiais. Quando já tínhamos todo o material procuramos informações em sites e conversando com nossos pais para sabermos como montá-la, como nossos pais já sabiam como monta-la nos ajudaram a construí-la depois de pronta vimos que não foi tão fácil pois era preciso regula-la sempre que iríamos pesar algo. Começamos a montagem da balança pregando a haste na base com três pregos para que ela ficasse bem firme, em seguida colocamos o esquadro ao lado para saber se ela estava reta feito isso tivemos que fazer um furo na haste no local que escolhemos e bem no meio da espessura dela para podermos encaixar o travessão logo após procuramos um parafuso que fosse bem grande mas liso em uma das pontas para colocarmos o travessão e fazer com que ele gire, já no travessão tivemos que fazer u furo bem no meio para encaixarmos o parafuso e outros dois furos um em cada extremidade para colocarmos um parafuso em cada buraco para regularmos a balança. Após termos feito tudo isso tínhamos ainda que fazer duas bandejas para colocar os pesinhos decidimos fazê-las com pratinho de flor e fio de cobre para que fique leve e resistente ao mesmo tempo, procuramos também encaixar dois ganchos no travessão para pendurarmos as bandejas. No fim de tudo achávamos que a balança estava pronta PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 7 mas precisávamos ainda colocar algo na balança que nos dissesse quando o travessão estava reto. Para deixarmos abalança mais bonita e sem perigo de alguém fincar uma farpa no dedo lixamos ela todinha e passamos verniz deixando-a num tom escuro e brilhoso. No entanto, deixamos a balança bem fácil de ser carregada pois quase toda ela era desmontável as únicas partes que não podíamos desmontar era a base e a haste pois se ficássemos montando e desmontando poderia entorta-la . A parte dos pesinhos foi fácil de conseguir pois a maioria dos pesos conseguimos emprestado e só alguns tivemos que fazer o que não foi difícil. Enfim a balança estava pronta bonita e resistente e sendo bem razoável estava bem precisa pois sua margem de erro era bem pequena, já que é bem difícil conseguir fazer uma balança de precisão, alguns dias depois que nos reunir para podermos testa-la e ver se não era preciso fazer algum ajuste ou trocar alguma peça. 2.1 - Experimento Com a balança já toda montada e com todos os pesos prontos nos reunimos para poder testa-la. No começo foi um pouco difícil de conseguirmos regula-la, mas logo depois de um tempo pegamos pratica e já conseguíamos regula-la com facilidade, os primeiros testes com pesos maiores foi tudo certo e ela funcionou bem, já nos pesos mais leves tivemos um pequeno problema pois ela não estava muito sensível e com isso ocasionou um pouco de erro por causa que o travessão era muito pequeno mas para conseguirmos arruma-la tivemos que conseguir u travessão um pouco maior para deixarmos ela mais sensível e pudesse pesar os pesos mais leves com mais facilidade após trocarmos o travessão voltamos a testa-la vimos que ela ficou bem mais sensível e estava com a margem de erro um pouco menor do que tinha antes, continuamos testando-a só pegando objetos diferentes dos nossos pesos para vermos se ela estava certa a margem de erro foi bem pequena já que sabíamos o peso do objeto com menos de 1 quilograma pois esta balança foi construída para pesar sem fazer muito esforço, 1 quilograma. Vimos que não precisávamos fazer nenhum ajuste já que ela estava respondendo bem aos nossos testes. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 8 2.2 Análise dos dados Analisando todos os dados sobre a balança ela ficou boa com muito pouco erro pois é muito difícil para conseguirmos arrumá-la, decidimos deixá-la assim pois se mexêssemos nela poderíamos sem quer estragá-la ou desregulá-la . No final de tudo a balança ficou bem ajustada, bonita e bem precisa considerando a margem de erro pois é pouco provável que um estudante com base só em pesquisas da internet conseguir montar uma balança de precisão. 2 - CONCLUSÃO Concluindo nosso relatório podemos afirmar que nosso objetivo principal foi alcançado. Ela respondeu bem ao nossos testes e não tivemos grandes problemas. Pensávamos que ia ser mais fácil mas depois de todo trabalho que tivemos para finalizála foi reconhecido por todos do grupo que foi um trabalho que exigiu bastante de nós. 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