Laboratorio de Fisica II

Páginas: 5 (1100 palavras) Publicado: 25 de maio de 2015
FÍSICA II - LABORATÓRIO
FORÇA ELÁSTICA - Experimento 5 (PLT 150)
1. OBJETIVO
Conhecer a força elástica;
Determinar a constante elástica de uma mola;
Traçar o gráfico da força elástica em função da elongação;
Interpretar o significado da área hachurada do gráfico da força em função da elongação;
Verificar a associação de molas em série;
Verificar a associação de molas em paralelo;
2. INTRODUÇÃO:Quando uma mola de aço está sob a ação de uma força ela se deforma sendo que essa deformação X é proporcional a força aplicada F. A característica da mola é que cessada a força deformadora, ela volta à posição inicial. Dizemos que a mola possui uma força restauradora.

Na figura, vemos uma mola sendo esticada por uma força (peso), a mola faz uma força contrária à aplicada tendendo a voltar ao seucomprimento original. A força que a mola faz para retornar a sua posição de equilíbrio é proporcional a sua elongação. Observando a figura notamos que o vetor de elongação X (quanto a mola for contraída ou esticada) tem sempre sentido oposto à força exercida pela mola, assim sendo, a força elástica é dada por:

Onde K é a constante elástica da mola (a unidade no S.I. para a constante elástica éN/m). O dinamômetro é constituído de uma mola espiral. A partir do momento que deformamos a mola, isto é conhecemos o vetor deformação X, conhecemos também a força restauradora, e vice-versa. Essa propriedade possibilita a construção de um medidor de forças.
Examinando o gráfico abaixo podemos verificar:

E se calcularmos a área hachurada do gráfico teremos.


2.1 ASSOCIAÇÕES DE MOLAS*
Associaçãoem 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 distribuída pelas molas. Para não haver desequilíbrio, as molas são dispostas de modo simétrico, e todas possuem o mesmo coeficiente dereconstituição. Observe a imagem, com a dedução da fórmula, lembrando-se que o Dx de todas as molas são iguais.

Associação 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 associação não é muito utilizada, porém ela passauma ideia muito boa, quanto maior a mola menor o coeficiente de restituição. Essa ideia é utilizada em bungee jumps, em que toda a corda funciona como um elástico, com constante elástica baixa, o que proporciona uma desaceleração menor, proporcionando uma sensação de queda livre. Sabemos ainda que acelerações altas são desconfortáveis para as pessoas, podendo inclusive causar danos sérios. Observea imagem e lembre-se que como as molas não possuem massa, as forças em cada uma das pontas de cada mola são iguais:

3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS:
1. Posicione a régua de modo que o pequeno anel inferior da mola coincida com o traço da régua. Nesta operação você deve olhar para o anel e a régua horizontalmente.

2. Suspenda com a mola uma massa e anote na tabela abaixo o valor suspenso do pesoP e a correspondente deformação X. Repita esse procedimento para três massas diferentes.

Peso (N)
X (m)
K (N/m)
0,5039
0,015
33,593
1,0073
0,030
33,577
1,5094
0,045
33,542

Constante elástica da mola (N/m)
K = 33,571






3. Faça um gráfico F em função de X, e determine a partir do gráfico qual o valor da constante elástica K da mola.


4. Calcule a área do gráfico e explique o que essa áreasignifica.
R: Dada a fórmula:
área = (base).(altura) = (x) . (Kx) = 1 Kx², teremos como resultado do
2 2 2
Cálculo desta equação: (0,0450).(1,5094) = 0,3396 (que é =~ o mesmo
2
valor da constante elástica K da mola).

5. Repita o procedimento 1, mas agora coloque duas molas juntas (associação em série).


Peso (N)
X (m)
K (N/m)
0,5039
0,030
16,797
1,0073
0,060
16,788
1,5094
0,090...
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