Relatório Força Elástica

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ CAMPUS SANTA CRUZ
Rio de Janeiro, 09 de novembro de 2015
Aluna: Juliana Novaes dos Santos - 201502570068
Turma: 3383 
 Força Elástica
Professor Me. Thiago da S. T. Alvarenga
Rio de Janeiro
2015
Título
Massa de Prova.
Introdução
A lei de Hooke é a lei da física relacionada à elasticidade de corpos, que serve para calcular a deformação causada pela força exercida sobre um corpo, tal que a força é igual ao deslocamento da massa a partir do seu ponto de equilíbrio vezes a característica constante do corpo que é deformada: Fel = k.x .
Neste experimento realizaremos as medidas de 3 formas diferentes, a medida normal de cada mola, a medida em paralelo e a medida em série com esquemático logo abaixo:
Esquemático (1)
2ª Lei de Newton – Fr = m.a onde a aceleração (a) é zero.
Fel – P = m.a
Fel = P
Esquemático (2)
Em paralelo 
Fel 1 + Fel 2 – P = m.a
Fel 1 + Fel 2 = P
Esquemático (3)
 Em série 
Xeq = lf 1 + lf 2 –( li 1 + li 2)
Xeq = lf 1 – li 1 + lf 2 – li 2
Xeq = X1 + X2 
Fel 1 = k1 . x1 → Fel /k1
Fel 2 = k2 . x2 → Fel 2 / k2
Fel eq = keq , xeq → Xeq = Fel eq/ keq
Xeq = X1 + X2 
Então vai ficar:
Fel eq/ keq = Fel 1 /k1 + Fel 2/k2
Fel eq = Fel 1 = Fel 2 = Fel
 = = = = = … 
 
Objetivo
 Calcular a força elástica e a constante elástica da mola e determinar a expressão geral que permite calcular a constante da mola, quando em paralelo e em série e comparar a discrepância com a constante medida.
Esquema de Montagem e equipamentos
- Equipamentos 
Figura 1 – Clipe, Massa acoplável, molas e dinamômetro.
Figura 2 – Régua
Equipamentos -
Figura 3 – Base com suporte, dinamômetro medindo o peso da moeda.
Lista de Materiais
Para realização deste experimento, foi utilizado os seguintes materiais:
Base com suporte
2 molas
Massas acopláveis
Dinamômetro
Régua
Clipe (para sustentar as massas acopláveis.
Procedimentos
Primeiro nivelamos o a base de sustentação, onde as molas serão suspensas. Iremos medir as molas com a régua para obter a medida li, após isto colocaremos uma massa acoplável por vez e medir a força em N/m com o dinamómetro que está sofrendo a mola e mediremos o comprimento final da mola, que é a medida lf e repetir o procedimento seis vezes, anotando os valores e colocando em seus respectivo lugares na tabela, o mesmo procedimento será feito com a mola 2, terminado iremos colocar as duas molas em paralelo, tirar a média do comprimento das duas para obter o li, medir a força e o lf das mesmas e por fim colocaremos as molas em série, vamos somar o comprimento das duas molas para obter o li, mediremos a força de acordo com a massa colocada sobre a mola e mediremos seu lf, com os valores obtidos calcularemos a força elástica da mola 1 e 2 e a força elástica da mola em paralelo e em série e suas respectivas constantes (k).
Cálculos
Fórmulas:
Força Elástica → Fel = k (l final – l inicial)
Constante elástica → k = Fel / (l final – l inicial) 
*usada para o cálculo de k1, k2, kpm e ksm.
Constante elástica (em paralelo) → <k1> + <k2>
Constante elástica (em série) → 1/ <k1> + 1/ <k2>
Δ1 = x 100 Δ2 = x 100
Tabelas:
Tabelas:
 
 
Cálculos
Cálculo K1
 = 20 N/m 
 = 20 N/m
 = 19,48 N/m
 = 18,49 N/m
 = 18,43 N/m
 = 18,68 N/m
Cálculo K2
 = 18,82 N/m
 = 18,62 N/m
 = 19,00 N/m
 = 18,85 N/m
 = 18,73 N/m
 = 18,68 N/m
Cálculo Kpm
 = 42,35 N/m
 = 33,55 N/m
 = 38,05 N/m
 = 36,36 N/m
 = 37,54 N/m
 = 36,88 N/m
Cálculo Ksm
 = 10,58 N/m
 = 9,33 N/m
 = 9,40 N/m
 = 9,26 N/m
Médias
K1 = 20 + 20 + 19,48 + 18,49 + 18,43 + 18,68 / 6 = 19,18 N/m
K2 = 18,82 + 18,62 + 19 + 18,85 + 18,73 + 18,68 = 18,78 N/m
Kpm = 42,35 + 33,55 + 38,05 + 36,36 + 37,54 + 36,88 = 37,45 N/m
Ksm = 10,58 + 9,33 + 9,40 + 9,26 = 9,64 N/m
Discrepância
Em paralelo:
Kpt = 19,18 + 18,78 = 37,96 N/m
Δ1 = . 100 = 1,34 %
Em série:
Ksm = → = 
 = + → Kst = 
Ksm = = = 9,48 N/m
Δ2 = . 100 = 1,69 %
Conclusão
Concluído o experimento, observei que os resultados da mola 1 e 2 foram bem parecidos e próximos, percebe-se que a força elástica aumenta conforme acrescentava uma massa, para os cálculos da mola em paralelo, obtive valores altos na constante elástica e foi obtido percentagem de 1,34 % do Kpm para o Kpt, podendo se dizer que é satisfatório e no cálculo da mola em série obtive percentagem de 1,69 % do Ksm para o Kst e também foi satisfatório, pois o parâmetro aceitável é até 10%. Sendo assim um bom experimento e tendo poucos erros, seja na medida ou o caso de barriga na mola.