A LEI DE HOOKE, A CONSTANTE ELÁSTICA E A FORÇA RESTAURADORA EM UMA MOLA HELICOIDAL.
Por: loureiro.santos • 6/4/2016 • Relatório de pesquisa • 1.351 Palavras (6 Páginas) • 1.171 Visualizações
FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ
A LEI DE HOOKE, A CONSTANTE ELÁSTICA E A FORÇA RESTAURADORA EM UMA MOLA HELICOIDAL.
PROFESSORA: JULIANA NUNES OLIVEIRA PINTO
TURMA: 3357
GRUPO: ANDRÉ LUIZ LOUREIRO DOS SANTOS
GILVAN S. DE OLIVEIRA
MARCO AURÉLIO S. DE OLIVEIRA
MAURÍCIO C.SOUZA
WILKER PASSOS PEREIRA
VITÓRIA , NOVEMBRO 2015
Sumário
OBJETIVO
INTRODUÇÃO
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
MATERIAIS UTILIZADOS
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
RESULTADOS E DISCURSSÃO
a) Valores Obtidos
b) Cálculos e Resultado dos Cálculos
CONCLUSÃO
BIBLIOGRAFIA
OBJETIVO
Determinar experimentalmente, a constante elástica em um sistema massa-mola e em arranjos em série e em paralelo. Deduzir, utilizando conceitos da Lei de Hooke, as equações que permitem encontrar a constante elástica em um sistema massa-mola. Demonstrar que muitos materiais elásticos apresentam deformação diretamente proporcional a uma Força elástica, resistente ao alongamento produzido.
INTRODUÇÃO
Este experimento, realizado no dia 30 de outubro de 2015, apresenta a descrição ocorrida sobre o Sistema Massa-Mola. A lei de Hooke é a lei da física relacionada à elasticidade de corpos, que serve para calcular a deformação causada pela força exercida sobre um corpo, tal que a força é igual ao deslocamento da massa a partir do seu ponto de equilíbrio vezes a característica constante do corpo que é deformada.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Neste experimento, aplicaremos noções referentes às Lei de Hooke onde determinaremos através do experimento a constante elástica de uma mola, avaliando a sua deformação quando aplicada uma força sobre a mesma. Matematicamente sua teoria com a equação:
F = K.x
Em que:
F = força elástica
K = constante elástica
x = deformação ou alongamento do meio elástico
Nota-se então que a Lei de Hooke é responsável por verificar a deformação do corpo elástico ao se expandir. O objeto de estudo mais usado para esse evento é a mola espiral, por ser um objeto flexível que se alonga facilmente.
A energia armazenada no corpo (nesse caso, a mola) é a energia potencial (fig.1), também conhecida como energia de posição, que é um tipo de armazenamento de energia dos corpos em virtude do seu posicionamento, ou seja, o sistema ou o corpo podem possuir forças interiores capazes de modificar suas posições relativas e suas diferentes partes para chegar ao objetivo (que é realizar trabalho).
Figura 1 – Aplicação de Força em molas
[pic 1]
MATERIAIS UTILIZADOS
Na realização desta atividade foram utilizados: 1(uma) Base de sustentação com Painel, Tripé, haste, sapatas, 1(uma) Mola Helicoidal,1(um) Conjunto de 3 massas acopláveis de 50g, 1(um dinamômetro) de 2N , 1(uma) Escala milimetrada acoplável , 1(um) suporte inferior móvel , 1(um) Gancho de lastro, Régua com escala de 300 mm , Lápis e caneta.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Realizamos o experimento no laboratório, inicialmente, colocamos a base de sustentação sobre a bancada (fig.2), e prendemos a mola na vertical com sua extremidade superior presa a um suporte fixo sobre a bancada, associando a ela uma haste para colocar os respectivos pesos, tomando assim, como base um ponto em que a mola permanece em repouso, medida pela régua milimetrada, esse ponto é chamado de ponto de equilíbrio da mola. Na extremidade inferior prende-se um corpo de uma determinada massa, após posição ocupada pela parte inferior do gancho em relação à escala, esse valor será arbitrado como ponto zero. Este procedimento foi repetido com massas de 50g ou 0,5N por 4 vezes, sendo que em cada vez, acrescia-se outra massa, sem retirar a primeira colocada, e media-se então, a deformação sofrida pela mola(fig 3). Este procedimento foi repetido com as molas individualmente (Tabela 1), com as molas em paralelo (Tabela 2), e com as molas em série (Tabela 3). Em seguida, com os valores de massa e deformação da mola obtidos, foram calculados os valores de força, constante elástica da mola, e constante média com o seu desvio padrão. Assim pode-se determinar a relação existente entre a variação da força e a variação do comprimento como é mostrado na tabela 1.
Figura 2 – Base de sustentação Figura 3 – Comportamento molas com Pesos Aplicados
[pic 2] [pic 3]
RESULTADOS E DISCURSSÃO
Valores Obtidos
Através dos valores alcançados no experimento ( deformação da mola), foram calculados os valores de força, constante elástica da mola. Para realização dos cálculos, tivemos que fazer a conversão dos pesos de Kg para Newtons). O valor base de comprimento da mola, utilizado para medições foi de 13mm.
Depois de se calcular os valores da tabela1, foi construído um gráfico (fig.4), Força (N) / Deformação (mm), que obteve como resultado uma reta. Com a reta obtida, foi calculada a constante elástica, a partir do coeficiente angular da reta (tangente) como mostra a tabela 1, encontrando a constante K. Posteriormente a isso, calculamos a diferença de erro entre os valores obtidos pelas medições e pelo gráfico.
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