Prática 5 - Estudo da flexão de barras pelo método científico

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Prática 5 - Estudo da flexão de barras pelo método científico
Caio Henrique C. R. M. Luiz 	RA: 801666
Daniel Murad 	RA: 801379
Maurizio Barone RA: 801361
Resumo:
	No experimento realizado, foram utilizados pesos com diferentes massas, barras com diferentes diâmetros e um apoio de barras móvel para medir a flexão das barras com diferentes pesos apoiados e diferentes distâncias de apoio. Para realizar tais medições, foram utilizados um paquímetro (diâmetro), micrômetro (flexão) e balança (pesos). Após coletar todos os dados necessários, foram realizados três gráficos (h x <d> , h x L , h x m) em escala di-log, em seguida, a partir dos gráficos foi possível calcular os coeficientes lineares de reta e comparando com o módulo de Young, descobrir de que material eram feitas as barras, que no caso eram de alumínio. 
Objetivos:
 • Obter através do método visual os coeficientes de gráficos di-log; 
 • Determinar através do método científico a equação empírica que descreve a deformação elástica, por flexão, de uma barra de seção transversal circular;
 • Determinar o módulo de Young do material e identificar o material de que são feitas as barras.
Fundamentos teóricos:
	O problema experimental consistia em tomar as medidas de flexão das barras e através desses dados obtidos determinar equações para deformação elástica, coeficiente dos gráficos di-log e identificação do material das barras. Para alcançar os resultados necessários, foram consultadas as teorias da elasticidade (Lei de Hooke), módulo de Young que determina o coeficiente de elasticidade por flexão de cada barra e ainda a expressão de flexão da barra em função da sua seção transversal, seja ela retangular ou circular (nosso caso). 
Materiais utilizados:
• Sistema para medir flexão de barras, paquímetro, micrômetro, barras metálicas cilíndricas, massas para suspensão, balança e papéis de gráfico di-log e milimetrado.
Procedimento experimental: 
	Antes de começar com a tomada de medidas, mediu-se a massa de cada um dos pesos que poderiam ser utilizados e foram registrados os diâmetros de cada uma das barras através de um paquímetro. Para iniciar o experimento, foi utilizado um peso de 1000g, os pontos de apoio da barra foram ajustados para uma distância de 50 cm, e medida a flexão total de cada barra por 5 vezes, com a ajuda de um micrômetro. Já na segunda parte do experimento, foi feito o uso apenas da barra 3 e utilizada a mesma massa de 1000g, no entanto a distância entre os apoios da barra variou, iniciando as medidas com uma distância de 30 cm e aumentando em 10 cm até atingir os 70 cm. Por último, ainda com a barra 3, foi mantido o apoio em uma distância de 50 cm e apenas variando a massa utilizada, começando com 425,6 g, passando para 523,2 g; 581,8 g; 786,8 g; 1097,6 g, enquanto era registrada a flexão sofrida pela barra em cada uma das ocasiões.
Resultados:
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1AByRHpHCKug_Q4_uQZudEkGQ0EgdqRGyGpTHcGST3nE/edit?usp=sharing
Questões:
1) As barras são feitas do mesmo material pois todos os valores seguem uma métrica constante que é ilustrada pelos gráficos. Além disso, independente dos valores escolhidos, seu módulo de YOung seria similar, sendo este valor intrínseco ao material.
2) É possível realizar uma relação entre duas variáveis após uma análise gráfica, visto que a função indicará uma função de dependência entre ambas
3) Barras de plástico teriam propriedades completamente diferentes das de metais, pois seus módulos de Young seriam extremamente distintos, portanto, mesmo com mesmas dimensões de medidas e força aplicada, sua deformação ainda mostraria variação. Isto pode ser observado até mesmo entre diferentes metais. Os valores de k, n, j e p portanto seriam diferentes, já que os resultados experimentais dependem de h para serem obtidos, e este seria diferente.
Conclusão:
Analisando os dados das tabelas, vemos que a flexão (h) das barras é inversamente proporcional ao diâmetro, ou seja, quanto maior o diâmetro da barra, menor a flexão (analisando com uma massa fixa de 1000g) e é diretamente proporcional ao comprimento entre os pontos de apoio (L) e à massa pendurada sobre a barra (m).
A partir da análise gráfica dos resultados obtidos, foi possível encontrar a equação empírica para a flexão de barras de seção transversal circular e ainda achar e o material de que são feitas as barras, através da comparação do valor médio do módulo de Young obtido (<E>). Nesse caso, as barras são feitas de alumínio.