Trabalho Final - Experimento 6 REV000

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Faculdade Estácio de Sá
Curso: Engenharia de produção.
Disciplina: Física teórica experimental I.
Professor: Juliana Nunes Oliveira Pinto.
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
Alunos do 2º período:
Gustavo Nascimento Barbosa – 201505886945
Cassio Nascimento Barbosa – 201505211905
Bruno Vinícius Nunes Garcia - 201506113028
Carlos Gustavo M. Ferreira - 201512256781
Jean Claudio da Silva - 201407367251
Vitória
Novembro / 2015
Gustavo Nascimento Barbosa
Cassio Nascimento Barbosa
Bruno Vinícius Nunes Garcia
Carlos Gustavo M. Ferreira
Jean Claudio da Silva
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
Trabalho apresentado para avaliação do rendimento escolar na disciplina de Física teórica experimental I do curso de Engenharia de Produção da Faculdade Estácio de Sá ministrado pela Professora Juliana Nunes Oliveira Pinto.
Vitória
Novembro / 2015
SUMÁRIO
1 - OBJETIVO
Ter competência para:
- 	construir e interpretar o gráfico força deformante x elongação;
- 	enunciar a lei de Hooke;
- 	reconhecer a validade da lei de Hooke;
- 	utilizar o conhecimento da lei de Hooke para descrever o funcionamento de um dinamômetro.
2 - INTRODUÇÃO
Nesse experimento, vamos estudar e compreender a validade de uma lei da Física básica relacionada à elasticidade dos corpos, denominada Lei de Hooke, que afirma que a deformação de um corpo é proporcional à força aplicada. Para tanto utilizamos uma régua para medir os deslocamentos de ponto de referência fixos em molas metálicas sobre as quais aplicamos a carga de diferentes massas em diversos modos de associação. Registrando as forças peso, calculadas teoricamente a partir das massas, e comparando-as com os deslocamentos das molas em relação a suas posições de repouso em seguida calculamos a constante elástica para cada mola. Iremos representar graficamente o peso pelo deslocamento das molas para analise e conclusão das observações no experimento.
3 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A lei de Hooke descreve a força restauradora que existe em diversos sistemas quando comprimidos ou distendidos. Qualquer material sobre o qual exercermos uma força sofrerá uma deformação, que pode ou não ser observada. Apertar ou torcer uma borracha, esticar ou comprimir uma mola, são situações onde a deformação nos materiais pode ser notada com facilidade. Mesmo ao pressionar uma parede com a mão, tanto o concreto quanto a mão sofrem deformações, apesar de não serem visíveis. A força restauradora surge sempre no sentido de recuperar o formato original do material e têm origem nas forças intermoleculares que mantém as moléculas e/ou átomos unidos. Assim, por exemplo, uma mola esticada ou comprimida irá retornar ao seu comprimento original devido à ação dessa força restauradora. Enquanto a deformação for pequena diz-se que o material esta no regime elástico, ou seja, retorna a sua forma original quando a força que gerou a deformação cessa. Quando as deformações são grandes, o material pode adquirir uma deformação permanente, caracterizando o regime plástico. Nesta aula trataremos de deformações pequenas em molas, ou seja, no regime elástico.
A intensidade da força aplicada à mola é diretamente proporcional à sua deformação (x). De fato, quanto mais deformada (comprimida ou alongada) a mola estiver, maior é a força sobre ela aplicada. Tendo a deformação como a variação do comprimento inicial e final. Desta forma, a Lei de Hooke, oferece uma maneira de calcular a força elástica: 
 
O sinal negativo acima significa que e têm sentidos contrários. (mola sempre faz uma força contrária ao movimento).
Em que: 
 = força elástica 
 = constante elástica 
 = deformação ou alongamento do meio elástico 
A constante elástica da mola depende principalmente da natureza do material de fabricação da mola e de suas dimensões.
A figura mostra uma mola helicoidal, de massa desprezível, pendurada por uma de suas extremidades (parte a); ao se colocar um objeto de massa m na outra extremidade aparece um alongamento x na mola (parte b).
Em(a) a mola não está alongada; em (b) a mola está alongada de x em relação à posição inicial devido ao peso do um objeto de massa m. O peso do objeto é equilibrado pela força -kx que a mola exerce nele. 
A força F aplicada na mola é o peso do corpo e, dentro do limite elástico, teremos:
F = m g = kx
Pela Formula Temos que a associação em série estão sujeitos a mesma força e sofrem deformação diferente. O valor se torna um pouco diferente por conta da imprecisão do material utilizado no experimento.
1/Ksérie=1/K1 + 1/ K2
Pela Formula Temos que a associação em paralelo é a soma das constantes das duas molas e que a deformação sofrida por cada uma das molas é a mesma. O valor se torna um pouco diferente por conta da imprecisão do material utilizado no experimento.
Kparalelo=K1 + K2
4 - MATERIAIS UTILIZADOS
Para realização do experimento, foram utilizados:
- 01 sustentação com painel, tripé, haste e sapatas;
- 02 molas helicoidal;
- 01 conjunto de 3 massas acopláveis de 50g;
- 01 gancho lastro;
- 01 suporte inferior móvel;
- 01 escala milimetrada inferior;
5 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
5.1 - A constante elástica numa associação de molas helicoidais em série
O experimento consiste em medir a deformação de uma mola helicoidal utilizando um painel de sustentação, tripé e haste. Após fixar a mola na parte superior da haste e inserir um gancho de lastro, verificou-se o valor numa escala vertical fixa próximo a mola. Utilizando este valor como ponto zero da deformação. Acrescentamos no lastro uma massa de 50 gramas e registramos o valor da deformação obtida subtraindo este valor sobre o valor inicial com o lastro vazio, sendo assim obtivemos o valor da deformação. Após esta etapa acrescentamos uma segunda massa de 50 gramas e verificamos o valor da deformação e repetimos esta etapa com o acréscimo de mais uma massa de 50 gramas chegando a um total de 150 gramas. Constatou-se que a deformação total da mola helicoidal foi de aproximadamente 50 milímetros. 
O experimento foi repetido sendo que agora utilizando duas molas helicoidais em paralelo. Fixamos o lastro e medimos o ponto zero e em seguida acrescentamos as massas de 50 gramas em sequência até atingir um total de 150 gramas. O valor do ponto zero diminuiu em relação ao primeiro experimento em 5 milímetros com as molas em paralelo e o valor da deformação total das molas helicoidais foi de 26 milímetros. 
O experimento foi novamente repetido sendo que agora acrescentou mais uma mola helicoidal em paralelo tendo um sistema com três molas helicoidais. Fixamos o lastro, medimos o ponto zero e em seguida foi acrescentado as massas de 50 gramas em sequência até atingir um total de 150 gramas. O valor do ponto zero se manteve o mesmo em relação ao segundo experimento e o valor da deformação total das molas helicoidais foi de 15 milímetros. 
Repetimos o experimento sendo que agora o nosso sistema era formado por duas molas helicoidais em série e o valor da deformação final após atingirmos 150 gramas no lastro foi de 100 milímetros e a deformação final com um sistema formado com três molas helicoidais em série atingiu o valor de 118 milímetros.
6 – TABELA DE MEDIÇÕES E LEVANTAMENTO GRÁFICO DOS RESULTADOSForça Peso
Força elástica restauradora Total
Força elástica restauradora Unitária
Deslocamento
Posição
DIAGRAMA DE FORÇAS SOBRE UMA MASSA EM EQUILIBRIO
	MEDIÇÃO
	FORÇA PESO
	1 MOLA
	2 MOLAS EM PARALELO
	3 MOLAS EM PARALELO
	2 MOLAS EM SÉRIE
	3 MOLAS EM SÉRIE
	1
	0,00N
	30mm
	25mm
	25mm
	110mm
	186mm
	2
	0,46N
	45mm
	35mm
	30mm
	142mm
	235mm
	3
	1,00N
	62mm
	43mm
	35mm
	175mm
	287mm
	4
	1,50N
	80mm
	51mm
	40mm
	210mm
	304mm
TABELA DE POSIÇÃO CONFORME ARRANJO E VARIAÇÃO DE FORÇA PESO
7 - RESULTADOS E CONCLUSÕES
Conclui-se que a constante elástica e força restauradora aplicadas em teste com uma mola helicoidal com uma força de X newtons foi constatadoos resultados: O comportamento da mola sofre uma variação na sua elongação à medida que é aplicado uma força maior na mola, observado também que em paralelo com outra mola essa elongação entre as molas é menor em função da dissipação da força entre as duas. Essa variação tende a zero devido a uma dissipação de energia, essa dissipação de energia acontece devido a variação do coeficiente K da força restauradora mediante a elongação da mola por se tratar da mola ser fabricada de um material que não é puro apresentando uma variação não linear do coeficiente K. 
8 - BIBLIOGRAFIA
[1] Roteiros para experimentos de Física – Física experimental I (parte 1) – Luiz Antônio Macedo Ramos, 48 - 55, (1ª Edição / 2002);
9 - ANEXOS