Molas helicoidais

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Procedimento:

1.Coloque o gancho lastro suspenso na mola, considerando a sua posição de equilíbrio como ZERO.

O gancho funcionará como lastro, não o considere como carga.

Assinale a posição de equilíbrio arbitrada como zero na escala.


1.1. Acrescente outras massas, uma de cada vez, completando (para cada caso) as lacunas da tabela 1.

Dica:Faça as leituras na régua, olhando porbaixo dos pesos.


Nº de massas F (Newton) x = elongação (m)
0 Lastro Arbitrando zero = 0
1
2
3
4
Tabela 1

1.2. Trace o gráfico da força deformante F versus x.








1.3. Utilizando-se dos valores da tabela 1 e de sua resposta anterior, verifique a validade da relação F x para cada medida executada.



1.4 Escreva a expressão matemática que vincula asgrandezas F e x, quando substituímos o sinal de proporcionalidade pelo de igualdade na expressão F x?


1.5. A constante estabelecida é conhecida por ‘Constante de Elasticidade’ da mola e, normalmente, é representada pela letra ‘K’.

1.6. Sabendo que F = Kx (ou K = F/x), determine a unidade da constante de elasticidade K no Sistema Internacional.


Pela 3ª Lei de Newton, ao sofrer a açãode uma força aplicada por um agente externo, a mola aplica sobre este agente uma força contrária e de igual valor modular, denominada reação.

1.7. Coloque um peso de 1,5N na mola, espere o sistema parar de oscilar e anote o ponto de equilíbrio indicado na escala.
Puxe a massa 1 cm para baixo e torne a soltá-la, descrevendo o observado.
Como você justifica o fato de o móvel não ter parado noponto de equilíbrio?



1.8. Ao atingir o ponto mais alto de sua trajetória o móvel pára, retorna e o fenômeno se repete. Verifique que a força aplicada pela mola, em qualquer caso, sempre fica apontando para o ponto de equilíbrio, se opondo à deformação. Por este motivo, quando trabalhamos com a força restauradora aplicada pela mola, a expressão F = -Kx, contém o sinal (-).Segundo o observadoe analisando até o momento, como você justificaria, fisicamente, a presença do sinal negativo na expressão F = -Kx?

1.9. Diferencie deformação plástica de deformação elástica












2.Associação de molas em série

2.1 Determinar a constante de elasticidade para um sistema formado por duas molas em série (o procedimento é análogo ao desenvolvido anteriormente).2.2 Se lhe fornecessem 2 molas com K1 e K2 conhecidos, como você calcularia a constante de elasticidade resultante Kr do sistema em série?





3.Associação de molas em Paralelo

3.1 Utilizando a gancho lastro, na parte inferior das molas, determine a constante Kr para um sistema formado por duas molas em paralelo (proceda como anteriormente).




3.2. Com base nasatividades desenvolvidas até o momento, você acha que a constante K é a mesma para qualquer mola? Comente.




3.3 Como você enunciaria a Lei de Hooke? Justifique sua resposta.







3.4 Caso lhe fornecessem 2 molas com K1 e K2 conhecidos, como você calcularia a constante de elasticidade resultante Kr do sistema em paralelo das mesmas?



3.5 Repita o procedimento anterior, utilizando 3molas



3.6 Caso lhe fornecessem 3 molas com K1 , K2 e K3 conhecidos, como você calcularia a constante de elasticidade resultante Kr do sistema em paralelo das mesmas?
























4. O trabalho e a energia mecânica num sistema carga-mola helicoidal

4.1 O gráfico da elongação de uma mola é representado por:


Determine a área abaixo do gráfico Fversus x. O que essa área representa?


Trace novamente o gráfico da força deformante F versus x do item 2.1.


4.2 Qual o significado físico da área do gráfico da força restauradora da mola em função da elongação?

4.3 Calcule o trabalho realizado pela força variável F para deslocar o corpo da posição inicial igual a 0 ate a posição final x.

Observação: Em uma mola distendida e presa...
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