Determinação da constante elástica do sistema massa-mola

Páginas: 5 (1173 palavras) Publicado: 22 de outubro de 2013





Relatório de Experimento

Determinação da Constante Elástica de Sistema Massa-Mola








ALUNO
MATRÍCULA
DATA:
alexandre m. g. costa
38 101380360
19 de Maio de 2013
EVERALDO MEDEIROS
38071140063




ÍNDICE

PARTE:
PÁGINA:
1 – INTRUÇÃO
3
2 – EQUIPAMENTOS E MATERIAIS
4
3 – DESENVOLVIMENTO
4 e 5
4 – AQUISIÇÃO DE DADOS
6
5 – TABELAS E CALCULOS
6 e 7
6– GRÁFICOS E RESULTADOS
7, 8 e 9
7 – CONCLUSÃO
9













1 – INTRUÇÃO:
Em 1660 o físico inglês R. Hooke (1635-1703), observando o comportamento mecânico de uma mola, descobriu que as deformações elásticas obedecem a uma lei muito simples. Hooke descobriu que quanto maior fosse o peso de um corpo suspenso em uma das extremidades de uma mola (cuja outra extremidade era presaa um suporte fixo) maior era a deformação (no caso: aumento de comprimento) sofrida pela mola. Analisando outros sistemas elásticos, Hooke verificou que existia sempre proporcionalidade entre força deformantes e deformação elástica produzida. Pôde então enunciar o resultado das suas observações sob forma de uma lei geral. Tal lei, que é conhecida atualmente como lei de Hooke, e que foi publicadapor ele em 1676, é a seguinte:
“As forças deformantes são proporcionais às deformações elásticas produzidas.”

CONSTANTE ELASTICA DE MOLAS
Imagine uma mola presa em uma das extremidades a um suporte, e em estado de repouso (sem ação de nenhuma força).
Quando aplicamos uma força F na outra extremidade, a mola tende a deformar (esticar ou comprimir, dependendo do sentido da força aplicada).Ao estudar as deformações de molas e as forças aplicadas, Robert Hooke (1635-1703), verificou que a deformação da mola aumenta proporcionalmente à força. Daí estabeleceu-se a seguinte lei, chamada Lei de Hooke:
F = k x
Onde:
F: intensidade da força aplicada (N);
k: constante elástica da mola (N/m);
x: deformação da mola (m).
A constante elástica da mola depende principalmente da natureza domaterial de fabricação da mola e de suas dimensões. Sua unidade mais usual é a do Sistema Internacional N/m (Newton por metro), mas também encontramos N/cm; kgf/m, etc.
Exemplo:
Um corpo de 10kg, em equilíbrio, está preso à extremidade de uma mola, cuja constante elástica é 150N/m. Considerando g=10m/s², qual será a deformação da mola?
Se o corpo está em equilíbrio, a soma das forças aplicadas aela será nula, ou seja:
F – P = 0, pois as forças têm sentidos opostos. Logo: F = P
k . x = m . g
150 x = 10 . 10
x = 0,67m

2 – EQUIPAMENTOS E MATERIAIS
Serão utilizados no experimento os seguintes utensílios:
Carro
Trilho (1,2m) com suporte
Duas molas
Base e haste
Balança
Cronômetro
Indicador de ângulo

3 – DESENVOLVIMENTO
O período de oscilação de uma massa “m” presa a umamola é dado pela equação
T = 2π√(m/k)
Onde T = tempo de uma oscilação
m = massa que está oscilando
k = constante elástica da mola
Assim, a constante elástica da mola pode ser obtida medindo-se o período de oscilação da massa
Da equação k = 4π²m / T²
A constante elástica de um sistema constituído de duas mollas de constantes k1 e k2, associadas em série, é dada por kefe = (k1.k2)/ (k1+k2)
Para duas molas associadas em paralelo a constante elástica efetiva do sistema é dada por kefe = (k1+k2)

MOLAS EM PARALELO
Essa associação é característica em que 2 ou mais molas são postas lado a lado e coloca-se uma superfície sobre elas. Sobre essa superfície então são aplicadas as forças. Esse tipo de associação é utilizado em colchões de mola. A força é distribuídapelas molas. Para não haver desequilíbrio, as molas são dispostas de modo simétrico, e todas possuem o mesmo coeficiente de reconstituição.

MOLAS EM SÉRIE
Nessa associação, prende-se uma mola na outra em série, de modo a obter-se uma mola maior, com constante elástica menor. Na verdade qualquer mola pode ser considerada uma associação em série de várias molas menores. Na prática essa...
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