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Aula 1 - Constante elástica de molas – Gráfico linear Autores ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ Introdução Sob a ação de uma força de tração ou de compressão, todo objeto deforma-se. Se o corpo recuperar sua forma original depois de a força parar de atuar podemos dizer que a deformação é elástica. Em geral, a deformação elástica ocorre até certo valor de força. Além dessa, o corpo se deforma permanentemente. Dentro do limite elástico, há uma relação linear entre a força aplicada e a deformação. Essa relação é expressa através da Lei de Hooke. Podemos observar essa relação através de um sistema massa-mola. A figura 1a mostra uma mola, de massa desprezível, pendurada por uma de suas extremidades. Quando penduramos na outra extremidade uma massa m a mola sofre um alongamento x (figura 1b). Figura 1 – (a) Mola livre. (b) Ao aplicar uma força a mola estica uma quantidade x. A força aplicada na mola é o peso do corpo e, dentro do limite elástico, tem-se que , (1) em que é o módulo da força e é a constante de proporcionalidade que depende das características da mola (comprimento, material, diâmetro do fio, etc..). A constante também é conhecida como constante elástica da mola. Parte experimental Objetivos - Determinar a constante elástica da mola Material Utilizado Mola, objetos de massa , suporte e régua milimetrada. Procedimentos O experimento consiste em aplicar diferentes forças (através da variação da massa) a uma mola em posição vertical e medir os alongamentos produzidos. Suspenda a mola e pendure um suporte para as massas em sua extremidade livre. Defina um ponto de referência no suporte e anote o valor indicado na régua para essa posição _________________________________ (desprezaremos o valor do alongamento devido ao peso do suporte subtraindo os valores próximos valores medidos de ). Adicione massas ao suporte gradativamente e meça o valor do alongamento em função da força aplicada. Lembre-se de subtrair do valor medido o valor de . Preencha a tabela 1 com o s valores encontrados. Tabela 1 – Resumo dos dados coletados no experimento Massa (kg) Força (N) Deslocamento (m) Retire todas as massas. A deformação foi elástica? Por quê? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Faça o gráfico de versus (Figura 2). (Para maiores informações, Consulte a apostila “Construção de Gráficos e Linearização”, disponível nos links interessantes no site do curso). Figura 2 – Gráfico da Força em função do deslocamento. É possível observar que existe uma relação linear entre e ? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Por meio do processo de regressão linear, determine os valores dos coeficientes da equação de reta: (2) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 em que e são coeficientes que definem a mesma. O que representa o coeficiente A? Qual o seu valor? Qual o valor esperado para ele? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ O que representa o coeficiente B? Qual o seu valor? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Escreva o valor da constante elástica com sua respectiva incerteza. _________________________________________________________________________ Explique o que significa . _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________