Relatório 5- molas-associacoes

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE- UFCG</p><p>CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA- CCT</p><p>UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA- UAF</p><p>DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL I</p><p>PROFESSOR: JOSSYL AMORIM</p><p>MOLAS: ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE E EM PARALELO</p><p>ALUNA: RUTH NÓBREGA QUEIROZ</p><p>MATRÍCULA: 115110224</p><p>TURMA: 6</p><p>CAMPINA GRANDE- PB</p><p>2015.2</p><p>1. Introdução</p><p>1.1 Objetivo</p><p>Este experimento tem como objetivo determinar as constantes de elasticidade de molas obtidas pela combinação de duas outras, de constantes conhecidas, associadas em série e em paralelo.</p><p>1.2 material utilizado</p><p>- Corpo Básico (1);</p><p>- Armadores (2,1);</p><p>- Escala Milimetrada Complementar (2.5);</p><p>- Compensador para Associação de Molas em Paralelo (2.6);</p><p>- Bandeja (2.11);</p><p>- Conjunto de Massas Padronizadas (2.12);</p><p>- 2 Molas (2.25);</p><p>- Gancho em Z.</p><p>1.3 montagem</p><p>2. pROCEDIMENTOS E ANÁLISES</p><p>2.1. pROCEDIMENTOS</p><p>O corpo básico já se encontrava armado na posição vertical.</p><p>Primeiramente, pendurou-se duas molas neste corpo e verificou-se, anotando, os coeficientes de elasticidade de ambas as molas.</p><p>Posteriormente, colocou-se as duas molas associadas em série, chamando-as de MOLA 1. Pendurou-se uma bandeja, que estava conectada no corpo básico, e colocou-se o peso inicial P0, e com auxílio da escala complementar, mediu-se e anotou-se a posição inicial do ponto de conexão l0. Em seguida, foi-se adicionado pesos de 15 em 15gf, e anotando os novos valores de l, preenchendo assim a TABELA I-A.</p><p>Logo após, desfaz-se o arranjo para o conjunto associado em série, e pendurou-se as molas nos ganchos externos da lingüeta graduada e no compensador para associação de molas em paralelo nas extremidades inferiores de duas molas. Colocou-se a extremidade achatada do gancho em forma de Z no rasgo do compensador e, nesse gancho, pendurou-se a bandeja.</p><p>Para essa associação em paralelo, chamou-se as molas de MOLA 2, após ter-se colocado um peso inicial P0 sobre a bandeja, e anotando-se as medições, adicionou-se pesos de 20 em 20 gf até preencher a TABELA I-B.</p><p>2.2. Dados e tabelas</p><p>Dados coletados:</p><p>COEFICIENTE DE ELASTICIDADE DAS MOLAS EM ESTUDO</p><p>Mola 1 (Identificada pela letra: A): K1=3,571 gf/cm</p><p>Mola 2 (Identificada pela letra: Z): K2=2,174 gf/cm</p><p>NOVA MOLA 1 (Associação em série):</p><p>Peso inicial sobre a bandeja: P0=30,0 gf</p><p>Posição inicial do ponto de conexão: l0= 33,0 cm</p><p>TABELA I-A</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>4</p><p>5</p><p>6</p><p>7</p><p>8</p><p>45,0</p><p>60,0</p><p>75,0</p><p>90,0</p><p>105,0</p><p>120,0</p><p>135,0</p><p>150,0</p><p>40,0</p><p>46,0</p><p>53,0</p><p>60,0</p><p>67,0</p><p>73,0</p><p>80,0</p><p>86,0</p><p>NOVA MOLA 2 (Associação em paralelo)</p><p>Peso inicial sobre a bandeja: P0=30,0 gf</p><p>Posição inicial do ponto de conexão: l0=15,0 cm</p><p>TABELA I-B</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>4</p><p>5</p><p>6</p><p>7</p><p>50,0</p><p>70,0</p><p>90,0</p><p>110,0</p><p>130,0</p><p>150,0</p><p>170,0</p><p>17,0</p><p>19,0</p><p>21,0</p><p>23,0</p><p>25,0</p><p>27,0</p><p>30,0</p><p>2.3. análise</p><p>A partir dos dados coletados, obteve-se novas tabelas que dão a elongação x das associações, dada por (l - l0), correspondente a cada força aplicada dada por F= (P-P0). As novas tabelas são as tabelas II-A e II-B que se encontram abaixo.</p><p>TABELA II-A (Associação em série)</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>4</p><p>5</p><p>6</p><p>7</p><p>8</p><p>15,0</p><p>30,0</p><p>45,0</p><p>60,0</p><p>75,0</p><p>90,0</p><p>105,0</p><p>120,0</p><p>7,0</p><p>13,0</p><p>20,0</p><p>27,0</p><p>34,0</p><p>40,0</p><p>47,0</p><p>53,0</p><p>TABELA II-B (Associação em paralelo)</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>4</p><p>5</p><p>6</p><p>7</p><p>20,0</p><p>40,0</p><p>60,0</p><p>80,0</p><p>100,0</p><p>120,0</p><p>140,0</p><p>2,0</p><p>4,0</p><p>6,0</p><p>8,0</p><p>10,0</p><p>12,0</p><p>15,0</p><p>A partir das tabelas II-A e II-B, fez-se, em papel milimetrado, os gráficos de F em função de X. (Os gráficos encontram-se nos anexos I e II, respectivamente).</p><p>Determinou-se o valor experimental da constante de elasticidade de cada associação, chamada de constante de elasticidade equivalente, Keq (Obs: Os cálculos se encontram em anexos I e II, respectivamente). Os cálculos das constantes são dadas diretamente pelas inclinações das retas obtidas nos gráficos. Faz-se o diagrama de corpo livre para cada associação, e obteve-se uma expressão teórica para o cálculo da constante de elasticidade equivalente:</p><p>-Série:</p><p>(Valor experimental):</p><p>Keq= 2,26 gf/cm</p><p>(Valor teórico):</p><p>-Paralelo:</p><p>(Valor experimental):</p><p>Keq= 9,93 gf/cm</p><p>(Valor teórico):</p><p>3. CONCLUSÃO</p><p>Com base no experimento, pode-se concluir que, para associações em série, quanto maior o número de espiras, menor será a constante de elasticidade equivalente (Keq), enquanto que na associação em paralelo a constante aumenta proporcionalmente na medida em que aumenta a quantidade de molas.</p><p>Considerando, os valores das constantes obtidas na experiência nº20: KA= 2,00 gf/cm e KZ=2,17 gf/cm, calculou-se os valores teóricos das constantes (Keq) para as associações em série e paralelo, respectivamente: Keq=1,04 gf/cm e Keq=4,17 gf/cm.</p><p>Comparando os valores calculados pelas inclinações das retas e os valores calculados pela expressão teórica, percebe-se os erros percentuais cometidos na determinação dos valores experimentais das constantes foi:</p><p>-Série:</p><p>e%=67,40%</p><p>-Paralelo:</p><p>e%=72,84%</p><p>image5.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>cm</p><p>l</p><p>oleObject2.bin</p><p>oleObject3.bin</p><p>image6.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>cm</p><p>l</p><p>oleObject4.bin</p><p>image7.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>gf</p><p>F</p><p>oleObject5.bin</p><p>image8.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>cm</p><p>X</p><p>oleObject6.bin</p><p>oleObject7.bin</p><p>image9.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>cm</p><p>X</p><p>oleObject8.bin</p><p>image10.wmf</p><p>exp</p><p>%10095%</p><p>teo</p><p>teo</p><p>kk</p><p>e</p><p>k</p><p>-</p><p>=´=</p><p>oleObject9.bin</p><p>image11.wmf</p><p>exp</p><p>%10093%</p><p>teo</p><p>teo</p><p>kk</p><p>e</p><p>k</p><p>-</p><p>=´=</p><p>oleObject10.bin</p><p>image1.png</p><p>image2.jpeg</p><p>image3.jpeg</p><p>image4.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>gf</p><p>P</p><p>oleObject1.bin</p>