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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.
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