Buscar

O TRABALHO E A ENERGIA MECANICA NUM SISTEMA DE MASSA E MOLA HELICOIDAL

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL I 
RELATÓRIO Nº. 05 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O TRABALHO E A ENERGIA MECANICA NUM SISTEMA DE MASSA E MOLA 
HELICOIDAL 
 
EQUIPE TÉCNICA: FRANCISCO ANDREUS, JADE SOUZA DA SILVA, JANNAYZA 
ALVES LIMA, MARISLANDE COSTA DE SOUSA, RODRIGO SOUSA DA SILVA, 
THAIS RIBEIRO DA SILVA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO JOÃO DOS PATOS - MA 
27 / 05 / 2015 
 
 INTRODUÇÃO 
 
 Existe uma grande variedade de forças de interação, e que a caracterização de tais forças é, via 
de regra, um trabalho de caráter puramente experimental. Entre as forças de interação que figuram 
mais frequentemente nos processos que se desenvolvem ao nosso redor figuram as chamadas forças 
elásticas, isto é, forças que são exercidas por sistemas elásticos quando sofrem deformações. Por 
este motivo é interessante que se tenha uma idéia do comportamento mecânico dos sistemas 
elásticos. Não conhecemos corpos perfeitamente rígidos, uma vez que todos os experimentados até 
hoje sofrem deformações mais ou menos apreciáveis quando submetidos à ação de forças, 
entendendo-se por deformação de um corpo uma alteração na forma, ou nas dimensões, ou na forma 
e, dimensões, do corpo considerado. Conhecendo a lei de Hook, nós podemos analisar as trocas de 
energia que ocorrem num sistema massa-mola, quando uma mola é distendida e posta a oscilar com 
uma carga presa a ela. 

 OBJETIVO 
 
Este experimento tem como objetivo calcular o trabalho realizado por uma força ao distender 
uma mola helicoidal, e analisar as trocas de energia num corpo que oscila numa mola helicoidal, em 
torno de sua posição de equilíbrio. 
 
 MATERIAIS ULTILIZADOS 
 
 
 
 
 
 
 01 Painel metálico multifuncional; 
 03 Massas acopláveis de peso aproximadamente 50 gf; 
 01 Gancho de engate rápido; 
 01 Conjunto de retenção M3; 
 02 Hartes acopláveis de 800 mm, diâmetro de 12,7 mm 
e rosca de M5; 
 01 Tripé delta max com sapatas niveladoras 
antiderrapantes; 
 03 Molas helicoidais com K aproximadamente 20 gf/cm; 
 01 Suporte inferior móvel para molas; 
 01 Régua milimetrada de 350-0-350 mm de fixação 
magnética. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 METODOLOGIA E PROCEDIMENTOS 
 
 
1° Prendemos o conjunto de retenção M3 no ponto assinalado com a letra B no painel, 
 
2º Dependuramos a mola com o suporte inferior móvel (lastro), e um gancho; 
 
3º Posicionamos a régua milimetrada 350-0-350 mm com o zero diante do indicador do lastro; 
 
4º Em seguida adicionamos os três pesos de 50 g/f no gancho, um de cada vez para observarmos 
a deformação sofrida pela mola, para com isso calcularmos o trabalho (𝑊); positivo e o negativo, 
a energia potencial elástica (𝐸𝑃);, a energia cinética (𝐸𝐶);, e o princípio da conservação de energia 
da mola (𝐸𝑃 + 𝐸𝐶 ); 
 
5º O quarto procedimento foi repetido por mais duas vezes, onde o primeiro foi realizado com 
uma única mola, o segundo com duas molas ligadas em série, e a terceira com três molas em 
paralelo. 
 
 
 
 
 

RESULTADOS E DISCURSÕES 
 
Durante a realização do experimento, foram-se anotados dados como: o comprimento real das 
molas helicoidais e a variação do comprimento das molas de acordo com os pesos adicionados. 
Conhecendo a lei de Hooke, temos a seguir as tabelas e os resultados obtidos através dos cálculos 
com as seguintes informações: o trabalho realizado pelo agente que aplicou a força (F) encontrada a 
partir da seguinte fórmula (𝑾 = 𝑭 ∗ 𝒙 ∗ 𝒄𝒐𝒔𝜶), o módulo do deslocamento sofrido sob a ação de F (x), 
o módulo da força aplicada (F), e o ângulo entre a força F e o deslocamento x (α). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AS TABELAS E OS CÁLCULOS A SEGUIR FORAM EFETUADOS SOMENTE COM O 
COMPRIMENTO DA MOLA, ONDE A MESMA MEDE CERCA DE 0,11m. 
 
 
 PRIMEIRO MODELO EXPERIMENTAL EFETUADO COM UMA ÚNICA MOLA: 
 
 TABELA 01 
Observação: comprimento da mola: 0,11m 
 
N° DE 
MEDIDAS 
 
FORÇA (N) 
ELONGAÇÃO 
DA MOLA(m) 
𝒙 = (𝒎 − 𝒙𝟎) 
1 0,5 0,153 0,153-011=0,043 
2 1,0 0,183 0,183-0,11=0,073 
3 1,5 0,213 0,213-0,11=0,103 
 
 
 
 Tendo o valor total do módulo da força (F), e o módulo do deslocamento sofrido pela mola, 
podemos encontrar o trabalho que é obtido através da fórmula (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼): 
 
Observação: Como o ângulo foi adotado igual a 0º e o cosseno de 0º é igual a 1, a expressão se 
reduzirá para (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥). 
 
 
𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + 𝐹4 → 𝐹𝐾 = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3,0 𝑁 
 
 
𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 → 𝑥 = 0,043 + 0,073 + 0,103 = 0,219 𝑚 
 
 
𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 → 𝑊 = 3,0 ∗ 0,219 → 𝑊 = 0,657 𝐽 
 
 
 Numa mola distendida e presa numa posição x, se acumula energia potencial elástica, 
caso a mola for solta, essa energia potencial se transforma em energia cinética (𝐸𝑐) 
(energia de movimento). Portanto, a seguir temos os valores das mesmas. 
 
𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 𝐾 ∗ 𝑥2 → 𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 13,7 ∗ 0,2192 → 𝐸𝑃𝐸 = 0,33 𝐽 
 
ℎ =
𝑣2
2 ∗ 𝑔
→ 1,5 =
𝑣2
2 ∗ 9,8
→ 𝑣2 = 29,4 → 𝑣 = 5,4 𝑚/𝑠 
 
𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 𝑚 ∗ 𝑉2 → 𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 0,15 ∗ 5,42 → 𝐸𝑃𝐶 = 0,405 𝐽 
 
 
 SEGUNDO MODELO EXPERIMENTAL EFETUADO COM DUAS MOLAS LIGADAS EM 
SÉRIE: 
 
 TABELA 02 
Observação: comprimento das molas: 0,22m 
 
N° DE 
MEDIDAS 
 
FORÇA (N) 
ELONGAÇÃO 
DA MOLA(m) 
 𝒙 = (𝒎 − 𝒙𝟎) 
1 0,5 0,306 0,306-0,22=0,086 
2 1,0 0,366 0,366-0,22=0,146 
3 1,5 0,426 0,426-0,22=0,206 
 
 
 
 Tendo o valor total do módulo da força (F), e o módulo do deslocamento sofrido pela mola, 
podemos encontrar o trabalho que é obtido através da fórmula (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼): 
 
Observação: Como o ângulo foi adotado igual a 0º e o cosseno de 0º é igual a 1, a expressão se 
reduzirá para (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥). 
 
 
𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + 𝐹4 → 𝐹𝐾 = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3,0 𝑁 
 
 
𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 → 𝑥 = 0,086 + 0,146 + 0,206 = 0,438 𝑚 
 
 
𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 → 𝑊 = 3,0 ∗ 0,438 → 𝑊 = 1,314 𝐽 
 
 
 
 Numa mola distendida e presa numa posição x, se acumula energia potencial elástica, 
caso a mola for solta, essa energia potencial se transforma em energia cinética (𝐸𝑐) 
(energia de movimento). Portanto, a seguir temos os valores das mesmas. 
 
 
𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 𝐾 ∗ 𝑥2 → 𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 6,85 ∗ 0,4382 → 𝐸𝑃𝐸 = 0,657 𝐽 
 
 
ℎ =
𝑣2
2 ∗ 𝑔
→ 1,5 =
𝑣2
2 ∗ 9,8
→ 𝑣2 = 29,4 → 𝑣 = 5,4 𝑚/𝑠 
 
 
𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 𝑚 ∗ 𝑉2 → 𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 0,15 ∗ 5,42 → 𝐸𝑃𝐶 = 0,405 𝐽 
 
 TERCEIRO MODELO EXPERIMENTAL EFETUADO COM DUAS MOLAS LIGADAS EM 
PARALELO: 
 
 TABELA 03 
Observação: comprimento das molas: 0,11m 
 
 
N° DE 
MEDIDAS 
 
FORÇA (N) 
ELONGAÇÃO 
DA MOLA(m) 
 𝒙 = (𝒎 − 𝒙𝟎) 
1 0,5 0,133 0,133-0,11=0,023 
2 1,0 0,147 0,147-0,11=0,037 
3 1,5 0,163 0,163-0,11=0,053 
 
 
 Tendo o valor total do módulo da força (F), e o módulo do deslocamento sofrido pela mola, 
podemos encontrar o trabalho que é obtido através da fórmula (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼): 
 
Observação: Como o ângulo foi adotado igual a 0º e o cosseno de 0º é igual a 1, a expressão se 
reduzirá para (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥). 
 
 
𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + 𝐹4 → 𝐹𝐾 = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3,0 𝑁 
 
 
𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 → 𝑥 = 0,023 + 0,037 + 0,053 = 0,113 𝑚 
 
 
𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 → 𝑊 = 3,0 ∗ 0,113 → 𝑊 = 0,339 𝐽 
 
 
 
 Numa mola distendida e presa numa posição x, se acumula energia potencial elástica, 
caso a mola for solta, essa energia potencial se transforma em energia cinética (𝐸𝑐) 
(energia de movimento). Portanto, a seguir temos os valores das mesmas. 
 
 
𝐸𝑃𝐸 =
1
2∗ 𝐾 ∗ 𝑥2 → 𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 6,85 ∗ 0,4382 → 𝐸𝑃𝐸 = 0,657 𝐽 
 
 
ℎ =
𝑣2
2 ∗ 𝑔
→ 1,5 =
𝑣2
2 ∗ 9,8
→ 𝑣2 = 29,4 → 𝑣 = 5,4 𝑚/𝑠 
 
 
𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 𝑚 ∗ 𝑉2 → 𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 0,15 ∗ 5,42 → 𝐸𝑃𝐶 = 0,405 𝐽 
 
 QUARTO MODELO EXPERIMENTAL EFETUADO COM TRÊS MOLAS LIGADAS EM 
PARALELO: 
 
 
 TABELA 04 
Observação: comprimento das molas: 0,11m 
 
 
N° DE 
MEDIDAS 
 
FORÇA (N) 
ELONGAÇÃO 
DA MOLA(m) 
 𝒙 = (𝒎 − 𝒙𝟎) 
1 0,5 0,125 0,125-0,11=0,015 
2 1,0 0,135 0,135-0,11=0,025 
3 1,5 0,145 0,145-0,11=0,035 
 
 
 Tendo o valor total do módulo da força (F), e o módulo do deslocamento sofrido pela mola, 
podemos encontrar o trabalho que é obtido através da fórmula (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼): 
 
Observação: Como o ângulo foi adotado igual a 0º e o cosseno de 0º é igual a 1, a expressão se 
reduzirá para (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥). 
 
 
𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + 𝐹4 → 𝐹𝐾 = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3,0 𝑁 
 
 
𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 → 𝑥 = 0,015 + 0,025 + 0,035 = 0,075 𝑚 
 
 
𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 → 𝑊 = 3,0 ∗ 0,075 → 𝑊 = 0,025 𝐽 
 
 
 
 Numa mola distendida e presa numa posição x, se acumula energia potencial elástica, 
caso a mola for solta, essa energia potencial se transforma em energia cinética (𝐸𝑐) 
(energia de movimento). Portanto, a seguir temos os valores das mesmas. 
 
 
𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 𝐾 ∗ 𝑥2 → 𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 40 ∗ 0,0752 → 𝐸𝑃𝐸 = 0,112 𝐽 
 
 
ℎ =
𝑣2
2 ∗ 𝑔
→ 1,5 =
𝑣2
2 ∗ 9,8
→ 𝑣2 = 29,4 → 𝑣 = 5,4 𝑚/𝑠 
 
 
𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 𝑚 ∗ 𝑉2 → 𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 0,15 ∗ 5,42 → 𝐸𝑃𝐶 = 0,405 𝐽 
AS TABELAS, OS GRÁFICOS, E OS CÁLCULOS A SEGUIR FORAM EFETUADOS COM O 
COMPRIMENTO DA MOLA ATÉ O TOPO DO LASTRO SUPERIOR AO INFERIOR, ONDE O 
COMPRIMENTO É CERCA DE 0,17 m. 
 
 QUINTO MODELO EXPERIMENTAL EFETUADO COM UMA ÚNICA MOLA: 
 
 TABELA 05 
Observação: comprimento da mola com os lastros: 0,17m 
 
 
N° DE 
MEDIDAS 
 
FORÇA (N) 
ELONGAÇÃO 
DA MOLA(m) 
𝒙 = (𝒎 − 𝒙𝟎) 
1 0,5 0,207 0,207-0,17=0,037 
2 1,0 0,237 0,237-0,17=0,067 
3 1,5 0,267 0,267-0,17=0,097 
 
 
 Tendo o valor total do módulo da força (F), e o módulo do deslocamento sofrido pela mola, 
podemos encontrar o trabalho que é obtido através da fórmula (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼): 
 
Observação: Como o ângulo foi adotado igual a 0º e o cosseno de 0º é igual a 1, a expressão se 
reduzirá para (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥). 
 
 
𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + 𝐹4 → 𝐹𝐾 = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3,0 𝑁 
 
 
𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 → 𝑥 = 0,037 + 0,067 + 0,097 = 0,201 𝑚 
 
 
𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 → 𝑊 = 3,0 ∗ 0,201 → 𝑊 = 0,603 𝐽 
 
 
 Numa mola distendida e presa numa posição x, se acumula energia potencial elástica, 
caso a mola for solta, essa energia potencial se transforma em energia cinética (𝐸𝑐) 
(energia de movimento). Portanto, a seguir temos os valores das mesmas. 
 
 
𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 𝐾 ∗ 𝑥2 → 𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 15 ∗ 0,2012 → 𝐸𝑃𝐸 = 0,3 𝐽 
 
 
ℎ =
𝑣2
2 ∗ 𝑔
→ 1,5 =
𝑣2
2 ∗ 9,8
→ 𝑣2 = 29,4 → 𝑣 = 5,4 𝑚/𝑠 
 
 
𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 𝑚 ∗ 𝑉2 → 𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 0,15 ∗ 5,42 → 𝐸𝑃𝐶 = 0,405 𝐽 
 
 SEXTO MODELO EXPERIMENTAL EFETUADO COM DUAS MOLAS LIGADAS EM SÉRIE: 
 
 TABELA 06 
Observação: comprimento da mola com os lastros: 0,34m 
 
N° DE 
MEDIDAS 
 
FORÇA (N) 
ELONGAÇÃO 
DA MOLA(m) 
𝒙 = (𝒎 − 𝒙𝟎) 
1 0,5 0,414 0,414-0,34=0,074 
2 1,0 0,474 0,474-0,34=0,134 
3 1,5 0,534 0,534-0,34=0,194 
 
 Tendo o valor total do módulo da força (F), e o módulo do deslocamento sofrido pela mola, 
podemos encontrar o trabalho que é obtido através da fórmula (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼): 
 
Observação: Como o ângulo foi adotado igual a 0º e o cosseno de 0º é igual a 1, a expressão se 
reduzirá para (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥). 
 
 
𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + 𝐹4 → 𝐹𝐾 = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3,0 𝑁 
 
 
𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 → 𝑥 = 0,074 + 0,134 + 0,194 = 0,402 𝑚 
 
 
𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 → 𝑊 = 3,0 ∗ 0,402 → 𝑊 = 1,206 𝐽 
 
 
 
 Numa mola distendida e presa numa posição x, se acumula energia potencial elástica, 
caso a mola for solta, essa energia potencial se transforma em energia cinética (𝐸𝑐) 
(energia de movimento). Portanto, a seguir temos os valores das mesmas. 
 
 
𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 𝐾 ∗ 𝑥2 → 𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 7,47 ∗ 0,4022 → 𝐸𝑃𝐸 = 0,595 𝐽 
 
 
ℎ =
𝑣2
2 ∗ 𝑔
→ 1,5 =
𝑣2
2 ∗ 9,8
→ 𝑣2 = 29,4 → 𝑣 = 5,4 𝑚/𝑠 
 
 
𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 𝑚 ∗ 𝑉2 → 𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 0,15 ∗ 5,42 → 𝐸𝑃𝐶 = 0,405 𝐽 
 
 
 
 SÉTIMO MODELO EXPERIMENTAL EFETUADO COM DUAS MOLAS LIGADAS EM 
PARALELO: 
 
 TABELA 07 
Observação: comprimento das molas com os lastros: 0,17m 
 
N° DE 
MEDIDAS 
 
FORÇA (N) 
ELONGAÇÃO 
DA MOLA(m) 
𝒙 = (𝒎 − 𝒙𝟎) 
1 0,5 0,187 0,187-0,17=0,017 
2 1,0 0,203 0,203-0,17=0,033 
3 1,5 0,217 0,217-0,17=0,047 
 
 Tendo o valor total do módulo da força (F), e o módulo do deslocamento sofrido pela mola, 
podemos encontrar o trabalho que é obtido através da fórmula (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼): 
 
Observação: Como o ângulo foi adotado igual a 0º e o cosseno de 0º é igual a 1, a expressão se 
reduzirá para (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥). 
 
 
𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + 𝐹4 → 𝐹𝐾 = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3,0 𝑁 
 
 
𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 → 𝑥 = 0,017 + 0,033 + 0,047 = 0,097 𝑚 
 
 
𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 → 𝑊 = 3,0 ∗ 0,097 → 𝑊 = 0,291 𝐽 
 
 
 
 Numa mola distendida e presa numa posição x, se acumula energia potencial elástica, 
caso a mola for solta, essa energia potencial se transforma em energia cinética (𝐸𝑐) 
(energia de movimento). Portanto, a seguir temos os valores das mesmas. 
 
 
𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 𝐾 ∗ 𝑥2 → 𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 31 ∗ 0,0972 → 𝐸𝑃𝐸 = 0,146 𝐽 
 
 
ℎ =
𝑣2
2 ∗ 𝑔
→ 1,5 =
𝑣2
2 ∗ 9,8
→ 𝑣2 = 29,4 → 𝑣 = 5,4 𝑚/𝑠 
 
 
𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 𝑚 ∗ 𝑉2 → 𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 0,15 ∗ 5,42 → 𝐸𝑃𝐶 = 0,405 𝐽 
 
 
 
 
 OITAVO MODELO EXPERIMENTAL EFETUADO COM TRÊS MOLAS LIGADAS EM 
PARALELO: 
 
 
 TABELA 08 
Observação: comprimento das molas com os lastros: 0,17m 
 
N° DE 
MEDIDAS 
 
FORÇA (N) 
ELONGAÇÃO 
DA MOLA(m) 
𝒙 = (𝒎 − 𝒙𝟎) 
1 0,5 0,18 0,18-0,17=0,01 
2 1,0 0,187 0,187-0,17=0,017 
3 1,5 0,2 0,2-0,17=0,03 
 
 
 Tendo o valor total do módulo da força (F), e o módulo do deslocamento sofrido pela mola, 
podemos encontrar o trabalho que é obtido através da fórmula (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼): 
 
Observação: Como o ângulo foi adotado igual a 0º e o cosseno de 0º é igual a 1, a expressão se 
reduzirá para (𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥). 
 
 
𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + 𝐹4 → 𝐹𝐾 = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3,0 𝑁 
 
 
𝑥 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 → 𝑥 = 0,01 + 0,017 + 0,03 = 0,057 𝑚 
 
 
𝑊 = 𝐹 ∗ 𝑥 → 𝑊 = 3,0 ∗ 0,057 → 𝑊 = 0,171 𝐽 
 
 
 
 Numa mola distendida e presa numa posição x, se acumula energia potencial elástica, 
caso a mola for solta, essa energia potencial se transforma em energia cinética (𝐸𝑐) 
(energia de movimento). Portanto, a seguir temos os valores das mesmas. 
 
 
𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 𝐾 ∗ 𝑥2 → 𝐸𝑃𝐸 =
1
2
∗ 52,7 ∗ 0,0572 → 𝐸𝑃𝐸 = 0,084 𝐽 
 
 
ℎ =
𝑣2
2 ∗ 𝑔
→ 1,5 =
𝑣2
2 ∗ 9,8
→ 𝑣2 = 29,4 → 𝑣 = 5,4 𝑚/𝑠 
 
 
𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 𝑚 ∗ 𝑉2 → 𝐸𝑃𝐶 =
1
2
∗ 0,15 ∗ 5,42 → 𝐸𝑃𝐶 = 0,405 𝐽 
 
 
 
 CONCLUSÃO 
 
Nosso relatório para calcular o trabalho realizado por uma força ao distender uma mola 
helicoidal, além de analisar as trocas de energia num corpo que oscila numa mola helicoidal, em 
torno de sua posição de equilíbrio foi analisado e comprovado com os cálculos através dos 
experimentos realizados. Com isso podemos ver que em qualquer ponto da trajetóriaa 
somatória da energia potencial que atua sobre um objeto é sempre constante. 
 
 
 
 
 
 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
 
 
 Luz, Antônio Máximo Ribeiro da 
Física contexto e aplicações: ensino médio/ Antônio Máximo Ribeiro da Luz, Beatriz 
Alvarenga Álvares – 1.ed. - São Paulo: Scipione, 2013 
 
 Torres, Carlos Magno A. 
Física – Ciência e Tecnologia : volume 1 /Carlos Magno A. Torres, Nicolau Gilberto 
Ferraro, Paulo Antonio de Toledo Soares. – 2.ed. – São Paulo: Moderna, 2010.

Continue navegando