Molas Associações em série e em paralelo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA 
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA
AULAS DE FÍSICA EXPERIMENTAL I
Campina Grande, PB
PROFESSORES: ALEXANDRE JOSÉ DE ALMEIDA GAMA
 CLEIDE MARIA DINIZ PEREIRA DA SILVA (Autora)
 JOSSYL AMORIM RIBEIRO DE SOUSA (Coordenador)
 WILTON PEREIRA DA SILVA
AULAS DE FÍSICA EXPERIMENTAL I
 
Primário: Grupo Escolar Dr. José Feliciano Ferreira (Escola pública)
Ginásio: Colégio Estadual Professor Pedro Gomes (Liceu de Campinas, escola pública)
 
Científico: Colégio Estadual Professor Pedro Gomes (primeiro e segundo ano) e Colégio Carlos Chagas (terceiro ano, escola privada, bolsista)
Graduação: Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Goiás, 1977
Mestrado: Engenharia Elétrica (opção Engenharia Nuclear). Título: Teoria da Perturbação em Cálculos de Reatores - Aplicação em Reatores Térmicos, 1983, Universidade Federal da Paraíba. Orientador: João Silveira Cabral.
Doutorado: Engenharia de Processos. Título: Difusão de Calor e Massa em Sólidos com Forma Arbitrária Usando Coordenadas Generalizadas, 2007, Universidade Federal de Campina Grande. Orientador: Antonio Gilson Barbosa de Lima.
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 EXPERIMENTO
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
OBJETIVOS
Determinar, experimentalmente, as constantes de elasticidade de molas obtidas pela combinação de duas outras, de constantes conhecidas, associadas em série e em paralelo. Comparar os resultados experimentais com as previsões
teóricas obtidas para essas associações. 
MATERIAL
Animações, Figuras ilustrativas do fenômeno físico e Dados coletados pelo seu professor.
MONTAGEM ORIGINAL
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
MOLAS ASSOCIADAS EM SÉRIE – ANIMAÇÃO
Característica: mesmo par de forças
 F nas duas molas. 
Caso você tenha um player de mp4 compatível com o seu PowerPoint, clique aqui e acione a animação =>
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
MOLAS ASSOCIADAS EM PARALELO – ANIMAÇÃO
Clique no player =>
Característica: mesma elongação x
 nas duas molas. 
Duas molas (1 e 2) foram enganchadas uma na extremidade da outra pelo seu professor, formando uma nova mola 1 (associação em série). A primeira animação e também a primeira figura abaixo mostra a nova mola 1 em seu tamanho normal, e a segunda figura mostra a nova mola 1 elongada, devido aos pesos colocados na bandeja.
O professor refez os passos da experiência de número 20, anotando as medidas efetuadas na Tabela I. Note que, na segunda figura acima, a mola 1 foi elongada pela quantidade de e a mola 2 foi elongada pela quantidade de cm. A elongação da nova mola 1 (associação em série) será denotada por na Tabela I.
PROCEDIMENTOS
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
Seu professor foi ao laboratório por você, e aumentou o peso P colocado sobre a bandeja, de 15 em 15 gf. 
 Consequentemente, a elongação aumentou, conforme pode ser observado na tabela com os dados coletados. 
PROCEDIMENTOS (cont.)
4) Para a associação em paralelo, uma nova mola 2 foi obtida conforme a animação anterior e a montagem mostrada nas figuras a seguir.
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
Copie esta tabela no seu caderno
5) Para a segunda montagem, o professor refez os passos da experiência número 20, anotando as medidas efetuadas na Tabela II. Note que, na segunda figura do slide anterior, a mola 1 foi elongada pela quantidade de cm e a mola 2 também foi elongada pela mesma quantidade de cm. A elongação da nova mola 2 (associação em paralelo) será denotada por na Tabela II.
PROCEDIMENTOS (Cont.)
RELATÓRIO
Veja, a seguir, um modelo para o seu relatório.
INTRODUÇÃO
Escreva o objetivo da experiência e relacione o material utilizado na sua realização. Esquematize a montagem utilizada.
PROCEDIMENTOS E ANÁLISES
Descreva detalhadamente os seus procedimentos experimentais, de tal forma que a experiência possa ser repetida em condições idênticas às que você (ou o seu professor) realizou.
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
Copie esta tabela no seu caderno
PROCEDIMENTOS E ANÁLISES (Cont.)
Anote os dados coletados. 
A partir das tabelas obtidas trace, em papéis milimetrados ( ), os gráficos de P em função de x para as associações em série (nova mola 1) e em paralelo (nova mola 2). 
Argumentos teóricos simples indicam a relação entre as constantes das molas originais e e a 
constante da associação em série (nova mola 1). A figura a seguir demonstra essa relação: 
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
Alternativamente, você pode usar o LAB Fit para determinar parâmetros e traçar seus gráficos: Y = A X 
www.labfit.net/pm.pdf
Y ≡ F ≡ P
A ≡ k
X ≡ x
Sabendo que e foram determinados no laboratório e valem = 2,05 gf/cm e gf/cm, determine o valor teórico para a constante de elasticidade da associação em série (nova mola 1). 
PROCEDIMENTOS E ANÁLISES (Cont.)
Calcule o erro percentual cometido na determinação experimental da constante de elasticidade da associação das molas em série (nova mola 1). Assuma que os valores de e sejam isentos de erros. 
Argumentos teóricos simples indicam a relação entre as constantes das molas originais e e a constante da associação em paralelo (nova mola 2). A figura a seguir demonstra essa relação: 
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
PROCEDIMENTOS E ANÁLISES (Cont.)
CONCLUSÕES
Analisando os resultados para a associação em série, responda qual é o efeito do aumento do número de espiras de uma mola sobre a constante de elasticidade.
Qual é o efeito sobre a constante de elasticidade de uma associação em paralelo em comparação com as molas individuais?
Do ponto de vista conceitual, responda quem são as variáveis dependente e independente nesse experimento. Justifique.
Determine o valor teórico para a constante de elasticidade da associação em paralelo (nova mola 2). 
Calcule o erro percentual cometido na determinação experimental da constante de elasticidade da associação das molas em paralelo. Assuma que os valores de e sejam isentos de erros. 
Comentários e sugestões.
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
 Link p/ upload do PDF com o relatório
 (até terça-feira, dia 19/10, meio dia)
https://forms.gle/gNugoPZz4PAEdr8r7
CONCLUSÕES
EXP. 21 – MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO
Lavf58.20.100
Lavf58.20.100