Exper 5 Relatorio molas

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO 
 
FATEC-SP 
 
 
 
 Markus Washington Oliveira 
 
Processos de Produção – 1º semestre 
 
Turma – 091A 
 
Relatório Experiencia 5 
 
 
MOLAS 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2021 
 
Resumo 
O objetivo do experimento foi descobrir a constante elástica (k) de molas que foram 
submetidas a cagas diferentes, sendo que em todo o experimento elas estão em repouso. 
A experiencia foi dívida em três partes, determinar a constante elástica de uma mola, de 
molas em paralelo e molas em serie. O resultado obtido foi satisfatório e com diz com a 
base teórica. 
Introdução teórica 
Na física, elasticidade é a capacidade de um sólido retornar à sua forma inicial depois de 
ter uma força externa aplicada e removida. 
A aplicação do estudo a lei de Hooke (F = k * x) na mecânica dos estudos dos materiais, 
o limite de um material pode se deformar e retornar ao seu estado original, sua aplicação 
ajuda na escolha dos materiais para infinitas funções, como por exemplo utilizando o teste 
de tração para saber o quanto de carga um tipo de concreto aquenta antes de entrar no 
modo plástico (deformação permanente). 
O experimento trata de uma mola helicoidal em repouso na vertical e aplicando uma 
carga, obtivemos um valor de distensão, podemos dizer que quanto maior a força aplicada 
na mola maior será a sua deformação, a disposição da mola é sempre retornar ao seu 
estado relaxado, de acordo com a terceira lei de Newton a força elástica (Fel) possuirá a 
mesma força peso (P) mas com sentido oposto. 
Após obtenção dos valores da força peso (P) e da distensão (∆x), foram criados gráficos 
da tensão x deformação e ajustando uma reta média para descobrir o coeficiente angular 
na qual seria a constante (k) que é a rigidez da mola. A partir do erro percentual podemos 
comparar os valores de (k) obtidos. 
Procedimento Experimental 1 
O experimento é para determinar uma constante (k) de uma mola. 
Para realização do experimento, a mola1 de (k) desconhecido, foi presa em uma trave 
verticalmente junto com um suporte de masor, após ela estar totalmente em repouso foi 
usando uma régua para marcar o ponto inicial da deformação, foram escolhidas cinco 
cargas diferentes já dados em grama força (gf), a medida da deformação foi dada e 
milímetro (mm). 
 
 
Após a obtenção dos dados foi criado um gráfico da tensão x deformação, ajustando uma 
reta média no gráfico foi encontrado o coeficiente angular que seria a constante (k1). 
 F 
 
 
 x 
Procedimento Experimental 2 
O experimento é para determinar uma constante equivalente (k) de um conjunto de molas 
em paralelo. 
Para realização do experimento são usadas duas molas sendo uma do primeiro 
experimento mola1, em paralelo presas por duas traves sendo a segunda de massa 
desprezível, o masor está preso na segunda trave, sendo as forças elásticas F1 e F2 
aplicadas respectivamente nas molas (mola1 e mola2), a deformação sofrida por cada 
mola é a mesma que a deformação do sistema. 
Dado a equação F = k. ∆x (eq1) 
 
Trave 
Mola
Masor ∆x 
Figura 1 
 
A constante elástica é: k = F/∆x (eq2) 
 
Por tanto a constante elástica equivalente será: k = k1+k2 (eq3) 
Foram escolhidas cinco cargas de valores crescentes já dada em (gf) sendo feito a 
marcação inicial com carga zero e a deformação é dada em (mm). 
 
 Mola 1 Mola 2 Mola 2 Mola 1
 F1
 F
 F2
 x
 
Com a obtenção dos dados foi feito um gráfico tensão x deformação, criando uma reta 
média para encontrar o coeficiente angular (keq). 
 
Procedimento Experimental 3 
 
O último experimento trata de encontrar a constante equivalente (keq)de um conjunto de 
molas em serie. 
Trave 1 
Trave 2 
Masor 
Figura 2 
 
No experimento a força (F) que atua no arranjo das molas e a mesma entre as duas molas 
portanto a deformação total (∆x) e a soma das deformações das duas molas (∆x1 + ∆x2), 
para obtermos a constante equivalente (keq) desse arranjo é necessário utilizar da 
equação. 
k=
+k
 . (eq4) 
Equação das somas das deformações das molas em series. 
∆x = ∆x1 + ∆x2 (eq5) 
A montagem do experimento é feita com a molas presas em serie (reutilizando a molas 
do experimento 2) uma ponta presa na trave e outra presa no masor. 
Foram escolhidas cinco cargas de valores crescentes já dada em grama força (gf), sendo 
feito a marcação inicial com carga zero e a deformação é dada em (mm). 
 
 Mola 2
 Mola 2
 Mola 1
 Mola 1
 F = F1 = F2
 x
 
Com a obtenção dos dados foi feito um gráfico tensão x deformação, criando uma reta 
média para encontrar o coeficiente angular (keq). 
Figura 3 
Trave 1 
Masor 
 
Resultados obtidos 
Experimento 1 
O objetivo foi obter o valor da constante elástica a partir do ângulo encontrado no gráfico 
de tensão x deformação. 
 
 Tabela de obtenção de dados (exp1) 
Δx ( mm ) P ( gf ) 
 0 ±0,5 0 ± 0 
 21 ±0,5 100 ± 5 
 43 ±0,5 200 ± 10 
 67 ±0,5 300 ± 15 
 94 ±0,5 400 ± 20 
 113 ±0,5 500 ± 25 
 
Gráfico tensão x deformação (exp1) 
 
k = 4,32(gf/mm)
-100
0
100
200
300
400
500
600
-20 0 20 40 60 80 100 120
Pe
so
 (g
f)
x (mm)
Fel (gf)
 
 
 
 
 
Experimento 2 
O objetivo foi obter o valor da constante elástica a partir do ângulo encontrado no gráfico 
de tensão x deformação, e comparar os valores teórico e experimental através pelo erro 
percentual. 
 
Tabela de obtenção de dados (exp2) 
 
Δx ( mm ) P ( gf ) 
0 ± 0,5 0 ± 0 
11 ± 0,5 100 ± 5 
28 ± 0,5 200 ± 10 
44 ± 0,5 300 ± 15 
56 ± 0,5 400 ± 20 
67 ± 0,5 500 ± 25 
 
 
Tabela gráfico (exp1) 
∆x (mm) P (gf) 
0 0 
11 100 
28 200 
44 300 
56 400 
67 500 
Tabela incerteza (exp1) 
Incert. X (mm) Incert. P (gf) 
0,5 5 
0,5 10 
0,5 15 
0,5 20 
0,5 25 
 
Gráfico tensão x deformação molas em paralelo (exp2)
 
 
Tabela incerteza (exp2) 
Incert. ∆x (mm) Incert. P (gf) 
0,5 5 
0,5 10 
0,5 15 
0,5 20 
0,5 25 
 
 
Erro percentual 
 
𝐸% = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 
 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑥100 
 
E% Paralelo = 7,16 - 7,78. 
 7,16 x100 
E% Paralelo = 8% 
k = 7,24(gf/mm)
-100
0
100
200
300
400
500
600
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80
P 
(g
f)
x (mm)
Fel (gf)
Tabela gráfico (exp2) 
x (mm) P (gf) 
0 0 
11 100 
28 200 
44 300 
56 400 
67 500 
 
Experimento 3 
 
O objetivo foi obter o valor da constante elástica a partir do ângulo encontrado no gráfico 
de tensão x deformação, e comparar os valores teórico e experimental através pelo erro 
percentual. 
Tabela obtenção dos dados (exp3) 
Δx ( mm ) P ( gf ) 
0±0,5 0±0 
37±0,5 50±2,5 
62±0,5 100±5 
89±0,5 150±7,5 
117±0,5 200±10 
143±0,5 250±12,5 
 
Gráfico tensão x deformação molas em serie (exp3) 
 
 
 
0
50
100
150
200
250
k = 1,77 (gf/mm)
-50
0
50
100
150
200
250
300
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
P 
(g
f)
X (mm)
Fel(gf)
 
 
 
 
 
Erro percentual 
 
𝐸% = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 
 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑥100 
 
E% Série= 1,77 – 1,92 
 1,77 x100 
 
E% Serie = 8% 
 
 
Discussão 
 
Com a realização da experiencia foi possível observar que o valor teórico e o valor 
experimental foram aproximados, tendo em vista que as incertezas obtidas poderiam se 
menores se houvesse outros tipos de aparelho de medição (possível erro instrumental), e 
se os possíveis erros ambientais pudessem ser observados, com tudo o experimento ficou 
dentro do esperado. 
 
 
 
 
 
Tabela incerteza (exp3) 
Incert. ∆x (mm) Incert. P (gf) 
0,5 2,5 
0,5 5 
0,5 7,5 
0,5 10 
0,5 12,5 
Tabela gráfico (exp3) 
x (mm) P (gf) 
0 0 
37 50 
62 100 
89 150 
117 200 
143 250 
 
Conclusão 
 
 
Pelo erro percentual podemos constatar que a tanto o valor experimental quanto o valor 
teórico estão abaixo de 10%, mesmo que por conta dos dados obtidos vierem de uma 
filmagem, acredito que tendo em vista um possível melhoramento dos experimentos 
como por exemplo, três outros tipos de medição ou até mesmo dando os dados das molas 
onde a constante elástica da mola depende das suas propriedades físicas, acredito que com 
novos métodos poderia – se ter uma melhor exatidão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Referências Bibliográficas 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-newton.htm 
elasticidade (física) 
www.infopedia.pt/$elasticidade-(fisica)