Sistema de Mola e Massa

Sistema de Mola e Massa

Relatório apresentado á disciplina de Física

Experimento I, do Curso de Engenharia Civil

da Universidade Tuiuti do Paraná.

Professor : Cleverson

Curitiba 2015

Resumo

O Relatório tem como base um Experimento realizado em laboratório chamado Sistema Massa-Mola, onde tem como objetivo analisar fenômenos físicos relacionados com modelos matemáticos preestabelecidos. Nesse relatório iremos comparar valores constantes de elasticidade obtidos em formas diferenciadas. Ao final do experimento será possível constatar que podemos calcular os valores da constante a partir da Lei de Hook, quanto da Equação da Oscilação da Mola.

No experimento será analisado o comportamento de um sistema massa-mola, com o auxilio modelo matemático proposto na lei de Hook, serão efetuadas medidas de deslocamento da mola com diferentes peso/massa aplicados. Com essas medidas e com esses cálculos apresentados, teremos o valor da constante de elasticidade, depois de efetuados esses experimento terá novas medidas com oscilações da mola com diferentes peso/massa. Assim teremos os dados necessários para obter um gráfico que demonstra o período ao quadrado, que se deve a facilidade de obter uma constante K, através da reta do gráfico. O objetivo do experimento será conferir a exatidão do deslocamento do sistema.

Introdução

O Sistema apresentado nesse relatório consiste em um corpo com uma massa qualquer, preso a uma mola com uma constante elástica qualquer, preso em uma mola com uma constante qualquer, quando aplicamos uma força inicial, a massa adquire uma aceleração na direção aplicada da força, assim o sistema entra em movimento, a mola exerce sobre o corpo uma força chamada de força restauradora, sempre que se aplica uma força contrária ao movimento a fim de restaurar o equilíbrio, levando o corpo a posição inicial.

Um Oscilador de massa ideal é o modelo físico composto por uma mola sem massa que possa ser deformada sem perder sua elasticidade, o nome da mola utilizada nesse experimento é mola de Hook, e um corpo de massa M, que não se deforme sobre a ação de uma força qualquer.

Esse sistema é praticamente impossível, já que por mais leve que a mola seja, jamais será considerada um corpo sem massa após determinada deformação, a mesma perderá a elasticidade. Enquanto um corpo de qualquer substância, quando sofre a aplicação de uma força será deformada.

Lei de Hooke

A Lei de Hooke constitui basicamente na consideração de que, uma mola possui uma constante chamada de K. Essa constante será obtida até certo limite, onde a deformação da mola em questão se torna permanente. Dentro do limite onde a Lei de Hooke é válida, a mola pode ser comprimida ou alongada, retornando a mesma posição.

Equação de Hooke:

F= -k.x

Verificamos que as linhas em vermelho são linhas que representam a força aplicada. Para o alongamento da mola, ela será positiva, enquanto para a compressão da mola, ao longo do sentindo negativo do eixo x, essa força assume valores negativos. Já a força de reação oferecida pela mola assume valores negativos para o alongamento e valores positivos para compressão. Para observarmos melhor o procedimento, colocamos uma mola presa a um suporte, onde ela possa ser alongada ou comprimida no sentindo horizontal, conforme na figura abaixo.

Quando aplicada força no sentido positivo do eixo x, a mola irá reagir aplicando uma força com a mesma intensidade, porém com sentido contrário. No caso da compressão a força aplicada é a força negativa, é a força de reação que acaba sendo positiva sempre contrária a força aplicada.

Desenvolvimento

Os corpos têm propriedades que ao sofrerem ação de forças pequenas, se deformam, porém quando essa ação cessar, eles voltam a sua formação original. Quando deformados os corpos devolvem uma força restauradora. No experimento aqui citado foi utilizada uma mola, que permite comprimi-la ou esticá-la. Quando as forças que agem sobre a mola são pequenas, forças grandes demais podem deformar permanente a mola.

Materiais Utilizados

• 4 Peso/Massa de 0,05Kg (cada unidade)