Coeficiente de elasticidade das molas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
 CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA- CCT 
 UNIDADE FÍSICA EXPERIMENTAL 
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL I 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTOS: Coeficientes de Elasticidades das Molas 
 
 
 
 
 
 
Professor: Alexandre José de Almeida Gama 
Aluno: Fernando José Almeida Silva Alves 
 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande, PB 
Agosto de 2021 
 
LISTAS DE FIGURAS 
 
Figura 1: Representação da Montagem ...................................................................................... 8 
Figura 2: Representação da Montagem ...................................................................................... 9 
Figura 3: Representação do deslocamento da mola quando adicionado o peso ....................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTAS DE TABELA 
 
Tabela 1: Peso e elongação de x ............................................................................................. 111 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTAS DE GRÁFICOS 
 
Gráfico 1: Gráfico da Constante K ............................................ Erro! Indicador não definido. 
Gráfico 2: Relatório .................................................................................................................. 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1- INTRODUÇÃO .................................................................... Erro! Indicador não definido. 
2- OBJETIVOS .......................................................................................................................... 7 
3- MATERIAS DE MONTAGEM ............................................................................................ 8 
4- PROCEDIMENTOS E ANÁLISES .................................................................................... 10 
5- CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 13 
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 14 
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1- INTRODUÇÃO 
 
Este relatório da disciplina de Física Experimental I, tem como objetivo demonstrar um 
experimento sobre os coeficientes de elasticidades das molas. Este relatório tem por objetivo 
determinar o comportamento da elongação de uma mola suspensa em função do peso pendurado 
em sua extremidade livre. E a partir de então será possível realizar algumas analises com base 
nos resultados obtidos. Independente do seu formato ou tipo, molas são elementos mecânicos 
elásticos. Isto significa que segundo os conceitos clássicos da resistência dos matérias são 
componentes que trabalham sempre dentro da zona elástica determinada pela Lei de Hooke. A 
lei de Hooke estabelece que, quando uma mola é deformada por alguma força externa, uma 
força elástica restauradora passa a ser exercida na mesma direção e no sentido oposto à força 
externa. Essa força elástica, por sua vez, é variável e depende do tamanho da deformação que 
é sofrida pela mola. A constante elástica determina a relação entre a carga aplicada e a 
deformação. De acordo com a lei de Hooke, quando uma força é aplicada sobre uma mola, ela 
é capaz de deformar a mola, consequentemente, a mola produz uma força contrária à força 
externa, chamada de força elástica. Essa força torna-se maior de acordo com a deformação da 
mola. A constante da mola mede a rigidez de uma mola, mesmo que a força necessária para 
deformar a mola. Uma mola com uma constante de mola grande é mais difícil de deformar, ou 
seja, para alterar seu comprimento, é necessária uma força maior. A constante elástica é uma 
grandeza escalar e, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades, sua unidade de medida 
é N / m (Newtons por metro). Numa descrição mais simplificada, as molas armazenam energia 
e a devolvem sem se deformarem plasticamente. Essa experiência tem como objetivo 
determinar o comportamento da elongação de uma mola suspensa em função do peso pendurado 
em sua extremidade livre. 
lei de Hooke é dada por: 
F= -kx 
Nessa fórmula, F representa a força, x a deformação (alongamento ou compressão) e k 
representa uma constante de proporcionalidade normalmente chamada de constante de 
elasticidade.
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2- OBJETIVOS 
 
Esse experimento tem o objetivo de determinar a elongação de uma mola suspensa em 
função do peso pendurado em sua extremidade livre. Ou seja, o experimento que determinar o 
coeficiente de elasticidade da mola, utilizando os seguintes materiais para o experimento um 
corpo básico, armadores, escala milimetrada complementar, bandeja, conjunto de massas 
padronizadas e 2 molas. hoje em dia, as molas, de diferentes formatos, tamanhos e durezas, 
estão tão presentes no nosso cotidiano como qualquer objeto. Muitas vezes, quando estudamos 
esse assunto no ensino médio, ele vem como um conteúdo secundário, passado muito 
rapidamente dentro das leis de Newton. E assim, perdemos a oportunidade de dar significado a 
um conceito, relativamente de fácil experimentação, e apenas jogamos uma equação no quadro. 
A mola é um objeto elástico utilizado para armazenar energia mecânica. Esses objetos 
mudam de forma como consequência de uma força externa e volta ao seu estado original quando 
a força é removida; essa situação é chamada de deformação elástica. Já, após a força ser 
aplicada, se o material não retorna ao seu estado original, dizemos que é uma deformação 
plástica. 
Portanto esse experimento tem como o principal objetivo determinar a constante k da 
mola suspensa em função do peso pendurado em sua extremidade livre, por meio de alguns 
materiais que foram citados anteriormente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3- MATERIAS DE MONTAGEM 
 
 
✓ Corpo Básico 
✓ Armadores 
✓ Escala Milimetrada Complementar 
✓ Bandeja 
✓ Conjunto de Massas Padronizadas, 
 
2 Molas 
 
 Montagem 
 
 
Figura 1: Representação da Montagem 
 
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Figura 2: Representação da Montagem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4- PROCEDIMENTOS E ANÁLISES 
 
Inicialmente foi pendurada a primeira mola no gancho central da Lingueta e, na outra 
extremidade, foi colocada a bandeja. Como a mola não sofreu uma deformação desejável, foi 
colocado um peso inicial desprezável sobre a bandeja. Foram anotados o peso inicial e, com 
auxílio da escala complementar, a posição inicial l0 do ponto de conexão mola/bandeja. 
 Foi adicionado um peso de 15 gf à bandeja e anotado, na tabela I, a nova posição 
l do ponto de conexão e o correspondente peso total sobre a bandeja. Repetindo esse passo oito 
vezes, até preenche a tabela I. 
Quando o experimentador realizou esse procedimento percebeu-se que a mola sofreu 
um conceito de ação e reação. A terceira lei de Newton, conhecida como lei da ação e reação, 
afirma que, para toda força de ação que é aplicada a um corpo, surge uma força de reação em 
um corpo diferente. Essa força de reação tem a mesma intensidade da força de ação e atua na 
mesma direção, mas com sentido oposto. Por meio da terceira lei de Newton, é possível 
perceber que todas as forças se e cancelam-se formam aos pares, isto é, quando um corpo A faz 
força sobre um corpo B, esse corpo B resiste à aplicação dessa força por meio da reação, que 
atua sobre o corpo A. As forças de ação e reação possuem intensidades iguais, sentidos opostos 
e atuam em corpos diferentes. Além disso, essas forças produzem acelerações nos corpos A e 
B, no entanto, se olharmos os corpos A e B como um único sistema de corpos, veremos que as 
forças de ação e reação se cancelam. É por esse motivo que dizemos que as forças de ação e 
reação são internas. Ou seja, quando é adicionado peso na ponta da mola, ela tende incialmente 
a descer. Porem existe uma constante elástica(K) contraria a ela que fara com que ela suba. A 
figura é uma representação da Terceira Lei de Newton. 
 
 Figura 3: Representação do deslocamento da mola quando adicionado o peso. 
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 Tabela 1: Peso e elongação de x 
 1 2 3 4 5 6 7 
P(gf) 15,0 30,0 45,0 60,0 75,0 90,0 105,0 
X(cm) 6,5 12,5 19,5 26,2 31,5 39,0 45,5 
 
Utilizarei o programa labfit para fazer a construção dos gráficos. 
O primeiro gráfico foi feito para A*x. 
 
 
Gráfico 1: Gráfico da Constante K 
 
A= 0,4308571428565E+00 
SIGMAA= 0,2409040721518E-02 
Valor do reajuste: 
A=(0,431±0,002) 
Para A*x+b 
 
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Gráfico 2: Relatório 
 
A= 0,4333333330299E+00 
SIGMAA= 0,576957172278E-02 
B= -0,1857142631626E+00 
SIGMAB= 0,3870346878197E+00 
Valor do reajuste: 
A=(0,430±0,005) 
B=(-0,18±0,39) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5- CONCLUSÃO 
 
Ao final do experimento è possível afirmar que o objetivo dele foi alcançado, tendo em 
vista que foi possível determinar a elongação de uma mola suspensa em função do peso que foi 
conectado em sua extremidade livre. Assim, foi um passo importante para a análise da 
veracidade da Lei de Hooke (P = kx) que é fundamental para cálculos desse tipo. 
Com base no gráfico feito em pelo labfit pode-se afirmar que a função descrita por ele 
é do tipo X = A*X , assim é visível que o melhor modelo matemático é o P=ax+b . pois b é 
diferente de 0. 
Ainda sobre o gráfico, pode-se afirmar que é possível que a reta passe pela origem, 
logicamente, deve-se levar em conta os erros sistemáticos, poisa elongação da mola è 
diretamente proporcional a força aplicada na sua extremidade como afirma a equação: X = IF. 
Observando o gráfico e sua margem de erro e diante a função A*X+B o valor de K é o 
A no reajuste. Logo, a constante k vai ser k= 0,430. 
Em suma, podemos ver que a mola é um objeto presente no nosso dia-a-dia, com isso 
ela se torna um produto importante que nós não damos a devida importância a ela. Mas ela está 
presente na maioria das coisas que o ser humano utiliza como, o computador de mesa, os carros, 
celulares e entre outros objetos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
SILVA, Wilton P. da; Cleide; SILVA, Cleide M.D.P.S. e. Tratamento de dados 
experimentais. – Campina Grande, 2010.