RELATÓRIOS DE EXPERIMENTAL AV1.1 experiencia 5

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RIO DE JANEIRO – RJ
28 /09/2017
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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
UNIDADE ACADÊMICA PRAÇA XI
LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II
RELATÓRIO DE
FÍSICA EXPERIMENTAL II
 PROFESSOR : JORGE COSENZA
 ALUNOS: Alan Jacedir Dias - 2012 022 128 24
 Wilson Cardoso da Silva - 20120151220
 Leandro França Barreto - 2011 014 428 91
 Daniele Viana Marques - 2012 015 426 26
 Thaísa de Andrade Pessoa - 2015 056 244 95
 TURMA: 1001
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Sumário
EXPERIÊNCIA 5 - DETERMINAÇÃO DINÂMICA DA CONSTANTE ELÁSTICA DA MOLA HELICOIDAL
EXPERIMENTO V - 1. Introdução................................................................................03
 2. Desenvolvimento Teórico..........................................................03
 3. Materiais Utilizados..................................................................04
 4. Resultados do Questionário......................................................05
 5. Conclusão.................................................................................07
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 1. INTRODUÇÃO
Nesta parte do nosso roteiro fizemos experimentos para determinar a constante elástica de uma
mola. Este experimento visa à análise experimental da Lei de Hooke através do uso de molas e
pesos em diversos modos de associação. Tal lei pode ser comprovada pela variação linear obtida
das medições (distensão da mola) com o aumento dos pesos. Para isto usamos um equipamento
que continha um suporte de fixação, régua milimetrada e a mola em questão. Era medido o
comprimento inicial da mola, que é chamado de ponto de equilíbrio da mola, depois era medido
o comprimento final ao se colocar um peso, era subitraido do comprimento final da mola o
comprimento chamado de ponto de equilíbrio, e realizado uma análise para ver se houve
deformação na mola e de quantos metros era essa deformação, com esses valores obtidos foi
feito os devidos cálculos que eram necessários.
O procedimento realizado em laboratório foi feito para analisar experimentalmente a lei de
Hooke, lei física que determina a elasticidade de corpos, onde é calculada a deformação
proveniente de uma força aplicada sobre corpos. Tal que essa força é igual ao deslocamento da
massa a partir do seu estado inicial multiplicada pela característica do corpo ou da mola que
sofrerá deformação.
2 . 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
deformação. 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 experimentos até hoje sofrem deformações mais ou menos apreciáveis quando ao
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 como: compressões,flexões, torções, distensões, 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.
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
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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.
3. MATERIAIS UTILIZADOS 
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 com massa ms= 0.00405Kg, previamente determinada;
1 conjunto de 3 massas acopláveis de 50 g;
1 gancho lastro;
1 escala milimetrada.
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4. RESULTADOS DO QUESTIONÁRIO:
a). Deformação da mola:
Posição de equilíbrio x0=0,117 m
XF-X0 = 0,214-0,11= 0,104m
b).Peso do gancho e 3 massas acopladas:
157g
Média Período (t)= Mt=T1+T2+T3 = 4,53+5,44+6,06 =5,34s
Período (t)= 5,34/10= 0,53s
c). Definir o conceito dos tópicos abaixo:
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 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:
F= m  iami = Fa
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).
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d). Definir a Constante elástica estática:
F= -k.x F=m. a= 9,81 m/s
1,54= - k.0,104 157 . 9,81=1,54
K = - 1,54/0,104
K = -14,80 
e). Definir constante elástica dinâmica:
T= 2π(m/k)1/2
0,53² = ( 2.3,14)².0,157/k
K= ( 2.3,14)².0,157/0,53²
6,19/0,2809
K= 22,03
5. CONCLUSÃO:
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.
De acordo com os resultados, pode-se provarque, à medida que se aumenta o peso (F), o
comprimento da mola aumenta 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 em série o valor da constante
elástica obtido é menor que o de uma mola simples e, quando associada em paralelo, o valor da
constante é maior que a simples.