A Deformação Inelástica E Processo Irreversível
Por: anavicarvalho • 9/6/2023 • Trabalho acadêmico • 1.844 Palavras (8 Páginas) • 195 Visualizações
[pic 1]UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL EC
DOCENTE: Prof. Dr. Maurisan Alves Lino
PRÁTICA 1 – DEFORMAÇÃO INELÁSTICA E PROCESSO IRREVERSÍVEL
Ana Victória de Sousa Carvalho
Gabriel Melo Castro
Maria Eduarda Silva de Moraes
Teresina
2023
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO 3
OBJETIVOS 4
MATERIAIS UTILIZADOS 5
PROCEDIMENTOS 6
RESULTADOS E DISCUSSÕES 7
CONCLUSÃO 12
REFERÊNCIAS 13
INTRODUÇÃO
O estudo da deformação elástica e processo irreversível é de extrema importância na física experimental. Deformações elásticas ocorrem quando se aplica uma força em um material que o faz se deformar momentaneamente e, ao retirá-la, o material volta à sua forma original. No entanto, os processos irreversíveis ocorrem quando o material não volta à sua forma original após a força ser retirada, ou seja, há uma deformação permanente. Compreender esses processos é fundamental para diversos campos da engenharia, como na construção de pontes, na fabricação de aviões e na produção de componentes eletrônicos, dentre outros.
A deformação inelástica pode ocorrer em diversos tipos de materiais. Na física experimental, muitos estudiosos se preocupam com a tensão e deformação explícita de um material ao ser submetido a uma carga. Um exemplo clássico disso é o ensaio de tração, onde um material é submetido a uma força que o estica até que ele se rompa. A análise da relação entre a tensão e a deformação resultante dessa aplicação é essencial para o estudo da deformação inelástica.
Já o processo irreversível em física é uma mudança permanente ou uma mudança que não pode retornar ao seu estado original. Muitos processos irreversíveis ocorrem naturalmente em objetos, como a perda de calor de um ambiente para o outro. Se a energia térmica é transferida de um ambiente mais quente para um mais frio, este processo é irreversível e não pode ser desfeito. Na física experimental, a análise da irreversibilidade é essencial para entender os comportamentos de materiais em diferentes condições, como cargas aplicadas ou em temperaturas elevadas.
Neste relatório, será apresentado o estudo experimental da deformação elástica e processo irreversível em uma gominha e borracha, utilizando técnicas de medição de deformação e força. Serão analisados resultados desse experimento, e verificados os coeficientes de elasticidade e as deformações máximas suportadas por esse material. Além disso, serão identificados os limites de elasticidade e as deformações irreversíveis encontradas no experimento.
OBJETIVOS
Analisar experimentalmente o comportamento da deformação inelástica e processo irreversível em uma gominha de borracha, por meio de um estudo que envolve a aplicação de cargas no corpo de prova e a medição das deformações.
MATERIAIS UTILIZADOS
- Duas gominhas de borracha;
- Base;
- Haste de sustentação;
- Régua milimetrada;
- Suporte;
- Objetos com massa de, aproximadamente, 50g.
PROCEDIMENTOS
Preparou-se a instrumentação a ser utilizada no experimento. Separou-se as duas gominhas de borracha, os discos de metal com massa de 50g e o suporte para os discos de metal para a realização do teste de elasticidade e deformação.
Incialmente, posto a primeira gominha de borracha na haste do suporte, dez discos de metal de 50g e dois discos de metal de 100g foram reservados. Utilizou-se dois suportes para anexar todos os discos reunidos, formando um conjunto com 700g no total. Encaixou-se na gominha de borracha os 700g, verificou-se na régua milimetrada a primeira deformação e, em intervalos sucessivos de 20 segundos, anotou-se as deformações ocorridas até que se notasse uma estabilização do sistema.
Posteriormente, pegou-se a segunda gominha de teste. Apoiou-a na haste e anexou-se, na gominha de borracha, os suportes vazios para os discos. Dessa forma, mediu-se o marco zero, ou posição inicial, na régua milimetrada e acrescentou-se 100g por vez, anotando a deformação correspondente até completar os 700 gramas totais, respeitando o tempo de estabilização da deformação, obtido no primeiro experimento. A medição foi realizada, também, para a descarga, obtendo a medida de retorno da gominha de borracha conforme ia diminuindo os esforços de solicitação.
Elaborou-se os gráficos da distensão total da gominha de borracha para a carga e descarga. Calculou-se o trabalho realizado no alongamento, tanto de carga como descarga e estimou-se, pelo trabalho resultante, a quantidade ligações quebradas durante o processo.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Efetuando-se o primeiro procedimento de verificação do alongamento máximo da gominha quando submetida a um carregamento de 700g e o tempo total para a estabilização do sistema, observou-se que a gominha, submetida ao carregamento de 700g, obteve um alongamento máximo de treze centímetros em um período de 60 segundos.
Iniciando o procedimento seguinte, para testar o alongamento da gominha de borracha conforme o aumento gradativo da carga, colocou-se os primeiros 100g, aguardou-se o período de 60 segundos (período de estabilização do alongamento obtido na primeira parte do experimento) e catalogou-se os resultados. Realizou-se este procedimento até atingir a carga máxima de teste de 700g. O gráfico da figura 5.1 (Força X Distensão) representa, com exatidão, a curva corresponde ao alongamento da gominha conforme o aumento de carga.
[pic 2]
FIGURA 5.1: Gráfico Tensão X Deformação Processo de Carga
Pode-se observar que, conforme o aumento da força aplicada, maior é o alongamento da gominha de borracha. Nota-se, também, que esse alongamento, aplicada as primeiras forças, tem um comportamento quase próximo da linearidade. Isso, porque quando uma força é aplicada a um corpo de prova, como a gominha de borracha, a sua forma e tamanho variam. Essas variações são chamadas de deformação. Estas deformações podem ser elásticas ou plásticas. A deformação elástica, a título de conhecimento, precede a deformação plástica, é reversível e desaparece quando a tensão é removida, sendo assim, é caracterizada por um comportamento linear, como citado anteriormente, pois a deformação aumenta com o aumento da força e diminui conforme o carregamento é retirado. Já a deformação plástica é provocada por tensões que ultrapassam o limite de elasticidade. É um processo reversível, pois ocorre o deslocamento permanente dos átomos com respeito às suas posições de equilíbrio. Ocorrida a deformação plástica, esta não desaparece quando a tensão é removida, existe um retorno correspondente à fase elástica, porém, não volta completamente ao seu estado original, evidenciado por comportamento curvo no gráfico.
...