relatorio fisica 2 exp 6

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL 2
Experiência nº 6
Data 21/09/2015
Nome da experiência: Determinação dinâmica da constante da mola helicoidal
 
	Professor: Lourdes Martins
 Alunos:
 Brenda Duarte, Bruno Ramos 
 Rafael Esteves e Erick vieira
 
DETERMINAÇÃO DINÂMICA DA CONSTANTE ELÁSTICA DA MOLA HELICOIDAL
	
INTRODUÇÃO
Objetivo deste relatório : Reconhecer o MHS executado por um oscilador massa e mola como o movimento de um ponto material sujeito à ação de uma força restauradora proporcional à elongação; Determinar o período de oscilação num oscilador massa e mola. Determinar, pelo processo dinâmico, a constante de elasticidade K da mola helicoidal.
Podemos dizer que todo corpo sofre deformações ao ser submetido a qualquer tipo de força. Entre outros tipos de deformações, temos a deformação elástica. A deformação elástica é uma característica de todo tipo de material. Aplicando-se algum tipo de tração em um corpo, ele tende a se alongar, ou seja, seu comprimento final é maior que o comprimento inicial. Cessado o esforço que causou o alongamento, o objeto tende a voltar ao seu comprimento inicial. Isso significa dizer que não houve nenhuma deformação definitiva no objeto (uma deformação plástica ou mesmo uma ruptura no material). 
Para medir forças, um dos instrumentos utilizados é o dinamômetro de mola. O dinamômetro de mola é constituído de uma mola helicoidal, tendo na sua extremidade superior um cursor que desliza sobre uma escala previamente graduada quando o dinamômetro é calibrado. Na outra extremidade da mola é aplicada a força F que se quer medir.
Montagem inicial:
 
 Figura de montagem
DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
 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 freqüentemente 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 do corpo considerado. Essas deformações, que podem ser de vários tipos - compressões, distensões, flexões, torções, etc - podem ser elásticas ou plásticas.
Deformação plástica: persiste mesmo após a retirada das forças que a originaram.
Deformação elástica: quando desaparece com a retirada das forças que a originaram.
“Em 1660 o físico inglês Robert Hooke (1635-1703), observando o comportamento mecânico de uma mola, descobriu que as deformações elásticas obedecem a uma lei muito simples. Hooke descobriu que quanto maior fosse o peso de um corpo suspenso a uma das extremidades de uma mola (cuja outra extremidade era presa a um suporte fixo) maior era a deformação (no caso: aumento de comprimento) sofrida pela mola. Analisando outros sistemas elásticos, Hooke verificou que existia sempre proporcionalidade entre força deformantes e deformação elástica produzida. Pôde então enunciar o resultado das suas observações sob forma de uma lei geral. Tal lei, que é conhecida atualmente como lei de Hooke, e que foi publicada por Hooke em 1676, é a seguinte:
	
	As forças deformantes são proporcionais às deformações elásticas produzidas.
	
”1
Enquanto a deformação for pequena diz-se que o material está 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. Um sistema massa-mola é constituído por uma massa acoplada a uma mola que se encontra fixa a um suporte. A deformação da mola e proporcional à força aplicada para comprimir e/ou esticar a mola, a qual é dada pela Lei de Hooke: F = - kx; onde x é a deformação da mola em relação à posição de equilíbrio (x = 0) e k é a constante elástica. No caso de uma massa suspensa em uma mola a força é realizada pela gravidade agindo sobre a massa. Na situação de equilíbrio temos: mg = kx.
MATERIAL UTILIZADO
1 sistema de sustentação principal Arete formado por tripé triangular, haste e sapatas niveladoras, painel com fixação integrada e quatro graus de liberdade; 
1 mola helicoidal;
 1 conjunto de 3 massas acopláveis de 50 g; 
1 gancho lastro; 
1 escala milimetrada 
RESULTADOS
1. Deformação da mola:
Posição de equilíbrio x0=0,12 m
XF-X0
0,225-0,12= 0,105 m
2.Peso do gancho e 3 massas acopladas:
156,66 g
Período (t)= 6,14/10= 0,61
3.Definir o conceito dos tópicos abaixo:
Peso:
O peso é a força gravitacional sofrida por um corpo na vizinhança de um planeta ou outro grande corpo. Também pode ser definido como a medida da aceleração que um corpo exerce sobre outro, através da força gravitacional. 
Matematicamente, pode ser descrito como o produto entre massa e a aceleração da gravidade: 
p=m.g 
Devido às diferentes massas dos planetas do sistema solar, o peso de um objecto será diferente em cada um deles.
Massa:
Segundo a mecânica newtoniana, ela dá a medida da inércia ou da resistência de um corpo em ter seu movimento acelerado. Ela também é a origem da força gravitacional, atuante sobre os corpos no Universo.
Mais recentemente, dentro da física moderna, a massa aparece relacionada com a energia, relação formulada por Einstein através da equação E = mc2.
A massa inercial de um corpo é definida pela Segunda Lei de Newton como uma constante de proporcionalidade entre a força (F) aplicada e a aceleração (a) causada:
Considerando que a força e a aceleração são grandezas vetoriais, isso implica em dizer que a massa é uma grandeza escalar. Então, a massa inercial indica a tendência de aceleração de um corpo para uma dada força.
Chamamos de massa gravitacional a intensidade da força de atração gravitacional gerada por um corpo dotado de massa. Nesse momento, é bom introduzirmos a relação que pode ser deduzida de leis da Mecânica, notando que a força peso que conhecemos depende da massa do corpo, mas não é equivalente a ela conceitualmente.
Período: É o tempo gasto para se completar um ciclo (T = 1/ f). 
Frequência: é o número de voltas que o corpo efetua em um determinado tempo(f = 1/ T). 
4. Definir a Constante elástica estática
F= -k.x
F=m.a= 9,81 m/s
156,6.9,81= 1,54
1,54= -k.0,105
K= - 14,66
5.Definir constante elástica dinâmica
T= 2π(m/k)½
0,61²=(2.3,14)².0,156/k
K=(2.3,14) ².0,156/0,61²
6,15/0,3721
K=16,52
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
As força deformante da mola é proporcional às deformação elástica produzida, onde se vê nos itens 4 e 5 no tópico de resultados, e ela desaparece com a retirada da força das 3 massas acopladas que a originaram.
CONCLUSÃO
Com esse experimento percebe-se que, à medida que se coloca massa na mola, ela se estica até se igualarem as forças, isso funciona até determinado momento para a constante elástica inicial pois a partir de uma certa extensão (que depende de cada mola) ela começa a se deformar, criando uma nova constante elástica. Enfim, toda mola esticará até um comprimento limite e, a partir deste, haverá uma deformação permanente.
BIBLIOGRAFIA
1. https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke
 
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