Constantes Elástica de Mola, Lei de Hooke

Páginas: 5 (1045 palavras) Publicado: 29 de janeiro de 2014
Pratica 4
1 Lei de Hooke
Elasticidade é a propriedade que determina como um corpo retorna ao seu tamanho e forma originais após ter sido distendido (deformado) por uma força. Se o restabelecimento ao tamanho e forma primitivos for completo, o corpo será denominado perfeitamente elástico.
Observações indicam que corpos como, por exemplo, uma mola helicoidal ou uma tira de borracha alongam-sesempre que uma força for aplicada. Se a distensão não é muito grande, esses corpos tendem a retornar aos comprimentos originais, ao ser removida a força deformadora.
Obviamente a elongação y de uma mola distendida, aumentará ao aumentar a força. Se y = 0, quando a força F = 0, a relação entre a força e a elongação poderá ser expressa por uma equação da forma 


Equação

Devido a esse fatodeveremos obter uma reta de declividade igual a k. A constante k dependerá da forma e das propriedades elásticas da mola e é denominada de constante elástica da mola. Lei de Hooke.
O fato de a mola retomar sua forma inicial ao ser retirada a força de distensão indica possuir a mola certa energia potencial, enquanto distendida. Essa energia potencial deverá ser igual ao trabalho realizado paradistender a mola. Ao se puxar uma mola, o deslocamento se dará conforme o aumento da força. Isso significa não ser constante a força aplicada durante o tempo em que se realiza o trabalho sobre a mola. Sabendo-se que o trabalho realizado para distender a mola é dado por


Equação


onde y é o deslocamento produzido pela força média (1/2).k.y.
Num sistema onde a mola se encontra na vertical. Sefor colocada certa massa m e permitir que ela atinja uma posição y1, perceberemos que ocorreu um pequeno deslocamento. Se o sistema for posteriormente solto, a mola atingirá um ponto y2 , e oscilará entre as posições y1 e Y2
Nessas condições, o trabalho realizado sobre a mola para distendê-la de y1 a y2 é dado por


Equação

O objetivo de uma das partes desta experiência, é determinar comoessas energias se relacionam entre si com o deslocamento instantâneo da mola.
observe que em vez de "x" usamos "y", pois a mola encontra-se na vertical.
Em suma a lei de Hooke;
K= F/y quando na vertical.
K= F/x quando na horizontal.
"x" e Y"" não mudam em nada. É o deslocamento da mola, dependendo do eixo considerado.

2 Material Utilizado
Suporte
Régua mil metrada
Pesos com massasvaradas
Molas
Balança digital
Cronometro
Software matemático Excel
3 Procedimento experimental
3.1 Constante para uma mola
Iniciamos os procedimentos com uma mola simples, colocando-a em um suporte e adicionando pesos com massa conhecida e medimos o quanto a mola se distendeu do seu tamanho normal e obtivemos os seguintes dados:
Sistema com apenas uma mola
Massa(g±0,04g)
Tamanho damola(cm±0,05cm)
36,27
13,90
72,89
16,00
109,25
17,80
163,62
20,60
201,27
22,50
259,78
25,80
Tabela
Com estes dados conseguimos então calcular a foça () e o deslocamento () da mola em cada massa (m) adicionado, para isso passamos a massa para Kg, já que adotaremos o sistema internacional de medidas para força que é o Newton (N), e multiplicamos pela aceleração gravitacional (); e odeslocamento foi facilmente obtido pela diferença do tamanho normal da mola () e depois de ser esticada () que resulta no deslocamento da mola ().

Equação

Equação
Que nos deu a seguinte tabela:

Força(N)
ΔY(cm±0,05cm)
0,355687
1,90
0,714807
4,00
1,071377
5,80
1,604564
8,60
1,976726
10,50
2,547572
13,80
Tabela
e com esta tabela passamos então a plotar o gráfico de força () pordeslocamento ():

Gráfico

Com isso podemos concluir então que a constate para a mola que utilizamos é de . Lembrando que consideramos as medidas em cm, quando utilizada em metros a constante passa a ser de .Podendo ser encontrada também pela formula de Hooke:

Equação

3.2 Constante para duas molas em serie
Ligamos duas molas em serie com comprimento inicial de (y=27,70 cm ±0,05 cm)...
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