Relatório (4) MOLAS ok

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FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ
Acadêmicos:
Polliana Rodrigues Gonçalves RA: 201607451557
Waldemar Vargas Ramos RA: 201602339945
Yasmim Campos Benites RA: 201602100624
MOLAS HELICOIDAIS
Relatório nº 4
09 De Novembro de 2016
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.................................................................................................3
2 OBJETIVOS ....................................................................................................5
3 MATERIAIS UTILIZADOS...............................................................................6
4 PROCEDIMENTOS..........................................................................................7
Procedimento 1..........................................................................................7
Procedimento 2..........................................................................................8
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS........................................................9
6 CONCLUSÃO...................................................................................................15
7 REFERÊNCIAS.................................................................................................16
INTRODUÇÃO
Força: qualquer agente externo que modifica o movimento de um corpo livre ou causa deformação num corpo fixo.
O primeiro a abordar este conceito foi Aristóteles, mas este acreditava que as forças provocavam o movimento, porque os corpos tinham a tendência de estar em repouso. No entanto, isto foi modificado por Isaac Newton no século XVII.
O conceito de força está relacionado com as leis de Newton, criadas por Isaac Newton, que foi responsável por grandes desenvolvimentos no âmbito da Física e mais concretamente no estudo da força. Atualmente, depois de aproximadamente 3 séculos de terem sido formuladas, as leis de Newton ainda são válidas. Por esse motivo, a unidade do Sistema Internacional de força é o newton (N).
Existem vários tipos de força: Força elástica, força de inércia, força gravitacional, força centrífuga e centrípeta, força de atrito, força elétrica, força magnética, força nuclear, etc.
Falaremos um pouco sobre a força elástica.
Lei de Hooke
O físico inglês Robert Hooke foi quem primeiro demonstrou que muitos materiais elásticos apresentam deformação diretamente proporcional a uma força elástica, resistente ao alongamento produzido.
Hooke representou matematicamente sua teoria com a equação:
	F = K. 
Em que:
F = força deformadora
K = constante elástica de rigidez
 = deformação ou alongamento do meio elástico (comprimento final – inicial).
Nota-se então que a Lei de Hooke é responsável por verificar a deformação do corpo elástico ao se expandir. O objeto de estudo mais usado para esse evento é a mola espiral, por ser um objeto flexível que se alonga facilmente.
Representação gráfica da lei de Hooke
Inicialmente, a mola encontra-se em equilíbrio, isto é, sem a ação de forças.
2. OBJETIVOS
Verificar que as forças são agentes deformantes.
Constatar a Lei Hooke (F = K.)
Associar molas em serie e paralelo determinando a constante elástica do sistema.
MATERIAIS UTILIZADOS
Suporte e fita métrica.
Duas Molas de tamanhos diferentes.
Gancho e cinco massas aferidas
PROCEDIMENTOS
4.1 Procedimento 1
Primeiramente, medimos com uma fita métrica o comprimento inicial da mola 1, logo em seguida, pegamos a massa e o gancho e aferimos seus pesos.
Colocamos o gancho com uma massa na extremidade da mola 1 e medimos novamente para saber o novo comprimento, que chamamos de X1.
Colocamos novamente o gancho, agora com 2 unidades de massa na extremidade da mola 1 e medimos para saber o novo comprimento, que chamamos de X2.
Repetimos o procedimento anterior ate que cinco unidades de massas fossem introduzidas uma a uma na extremidade da mola 1, e anotamos os resultados.
Fizemos a mesma coisa com a mola 2, no qual as massas foram iguais as usadas na mola 1, porem o comprimento das molas não eram iguais.
Anotamos os resultados que serão em forma de tabela.
4.2 Procedimento 2
Molas em série
Usamos duas molas de tamanhos diferentes, ligadas uma a outra pela extremidade e medimos com uma fita métrica o comprimento inicial das duas molas em série.
Colocamos o gancho com uma unidade de massa, na extremidade livre da mola, e medimos o novo comprimento.
Repetimos o procedimento anterior até que cinco unidades de massas fossem introduzidas na extremidade livre da mola, e anotamos os resultados.
Molas em paralelo
Usamos duas molas de tamanhos similares, ligadas uma a outra pelas extremidades e medimos com uma fita métrica o comprimento inicial das molas em paralelo.
Colocamos o gancho com uma unidade de massa, na extremidade das molas, e medimos o novo comprimento.
Repetimos o procedimento anterior, até que cinco unidades de massas fossem introduzidas na extremidade das molas, e anotamos os resultados.
Para melhor entendermos, montamos as tabelas 1, 2, 3 e 4 para mostrar os resultados.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
	Valor da unidade de massa 50 g 
Gancho: 7 g
Passando para kg: 0,057
 = m x g
 = 0.057. 10 = 0.57 N
 = 1,07 N
 = 1,57 N
 = 2,07 N
 = 2,57 N
Tabela 1: Demonstra as medidas da mola 1, e suas variações de comprimento de acordo com o peso de cada uma das cinco massas.
	Força Deformadora ()
	Mola 1
(X0 inicial 0,057 m)
	 (Xf – X0)
	0,57 N
	0,071 m
	0,071m – 0,057 m = 0,014 m
	1,07 N
	0,086 m
	0,086m - 0,057m = 0,029 m
	1,57 N
	0,101 m
	0,101 m- 0,057 m= 0,044 m
	2,07 N
	0,116 m
	0,116 m- 0,057 m = 0,059 m
	2,57 N
	0,131 m
	0,131 m– 0,057 m = 0,074 m
Tarefa 1:
Construir um gráfico de força versus .
Calcular a constante elástica através do gráfico.
Força (N)
 (m)
Equação da reta: Y(x) = (33.33333333) * X + (0.1033333333)
K1 33.34 N/m
Tabela 2: Demonstra as medidas da mola 2, e suas variações de comprimento de acordo com o peso de cada uma das cinco massas.
	Força Deformadora ()
	Mola 2
(X0 inicial 0,064 m)
	 (Xf – X0)
	0,57 N
	0,081m
	0,081m– 0,064 m = 0,017 m
	1,07 N
	0,096 m
	0,096 m– 0,064 m = 0,032 m
	1,57 N
	0,111 m
	0,111 m– 0,064 m = 0,047 m
	2,07 N
	0,126 m
	0,126 m– 0,064 m = 0,062m
	2,57 N
	0,141 m
	0,141 m– 0,064 m = 0,077m
Tarefa 2:
Construir um gráfico de força versus .
Calcular a constante elástica através do gráfico.
Força (N)
 (m)
Equação da reta: Y(x) = 33.33333333* x + 0.003333333333
K2 33.34 N/m
Tabela 3: Demonstra as medidas das molas em série, e suas variações de comprimento de acordo com os pesos das cinco massas.
	Força Deformadora ()
	Mola em série
(X0 inicial 0,135 m)
	 ( Xf – X0)
	0,57 N
	0,17m
	0,17 m – 0,135 m =0,035 m
	1,07 N
	0,20 m
	0,20 m- 0,135 m= 0,065 m
	1,57 N
	0,23 m
	0,23 m-0,135 m= 0,095 m
	2,07 N
	0,262 m
	0,262 m- 0,135 m= 0,127 m
	2,57 N
	0,29 m
	0,29 m– 0,135 m= 0,155 m
Tarefa 3:
Construir um gráfico de força versus .
Calcular a constante elástica média da associação através do gráfico.
Sendo conhecidos K1 e K2 através do procedimento 1, verifique se a constante elástica da associação em serie Ks é dada por: 
Ks = 
Força (N)
 (m)
Equação da reta: Y(x) = (16.5512101) * x+ (-0.008985443704)
Constante elástica de associação em serie de acordo com o gráfico: 
Ks 16.5 N/m
Constante elástica de associação em serie de acordo com a fórmula: 
Ks = = 16.6 N/m
Tabela 4: Demonstra as medidas das molas em paralelo, e suas variações de comprimento de acordo com os pesos das cinco massas.
	Força Deformadora ()
	Mola em Paralelo
(X0 inicial 0,065 m)
	 ( Xf – X0)
	0,57 N
	0,07 m
	0,07 m –0,065 m=0,005m
	1,07 N
	0,078 m
	0,078 m- 0,065 m= 0,013 m
	1,57 N
	0,085 m
	0,085 m-0,065 m= 0,020 m
	2,07 N
	0,094 m
	0,094 m- 0,065 m= 0,029 m
	2,57 N
	0,101 m
	0,101 m-0,065 m= 0,036 m
Tarefa 4:
Construir um gráfico de força versus.Calcular a constante elástica média da associação através do gráfico.
Sendo conhecidos K1 e K2 através do procedimento 1, verifique se a constante elástica da associação em paralelo Kp é dada por:
 Kp = K1 + K2
Força (N)
 (m)
Equação da reta: Y(x) = (64.01838477) *x + 0.2512212738
Constante elástica de associação em paralelo de acordo com o gráfico:
 Kp 64.02 N/m
Constante elástica de associação em paralelo de acordo com a fórmula: 
Kp= = 33.34 + 33.34 66.68 N/m
CONCLUSÃO
De acordo com os resultados, pode-se notar que, à medida que se aumenta o peso (F), o comprimento da mola também aumenta, quase que proporcionalmente, de acordo com a equação, na qual k é a constante de deformação da mola e X a deformação sofrida, enunciada pela lei de Hooke.
Outro ponto observado é que em nenhum dos experimentos realizados a mola ultrapassou seu limite de elasticidade, uma vez que, ao serem retirados os pesos, as molas retornaram para a posição inicial. 
Na associação de molas foi notado que quando esta em série, o valor da constante elástica obtida é menor que o valor de k1 e k2, praticamente a metade do valor deles e, quando associada em paralelo, o valor da constante é o dobro do valor de k1 e k2, 
Verificamos também que o valor da constante elástica de associação em serie, feita através do gráfico, ficou praticamente igual à feita pela fórmula.
Porem, a constante elástica de associação em paralelo, feita através do gráfico ficou um pouco diferente da feita pela fórmula.
REFERÊNCIAS
RAMALHO, F.; G. F. NICOLAU, P.A. TOLEDO – Os Fundamentos da Física. 6ª edição, Vol. 2. São Paulo, Editora Moderna. 1997.
CAVALCANTI, Eduardo. Lei de Hooke. 2012. 
Em:<https:// www.blogdaengenharia.com/lei-de-hooke/ > acesso em: 22 de novembro 2016.
Wikipédia, A enciclopédia livre. 2016.
Em:<https://www.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke/> acesso em: 22 de novembro 2016.