Relatorio 1 ‌Fisica 2

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LICENCIATURA EM fÍSICA
LABORATÓRIO DE FÍSICA II – 2017.2
Experimento nº 1
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA CONSTANTE
 ELÁSTICA DA MOLA
Vera Lúcia Amorim da Silva
Trabalho acadêmico entregue ao professor Dario Tavares.
Nilópolis,
26 de setembro de 2017
Data do experimento: 12/09/2017
SUMÁRIO
Introdução 1
Objetivo Geral 5
Objetivo Específicos								 5
Equipamentos Utilizados 6
Procedimento Experimental 7
Dados Experimentais 7
Análise de Dados 9
Conclusão 10
Bibliografia 11
INTRODUÇÃO
Usando a definição mais simples de Força como um simples puxão ou empurrão1, pode-se dizer que a Força Elástica é uma força de sentido contrário (força restauradora) que resiste a um tipo de tração em um corpo que tende a se alongar, se seu comprimento final for maior que o comprimento inicial ou se comprimir, se seu comprimento inicial for maior que o final. 
Robert Hooke, inglês que viveu de 1635 a 1703, foi um dos maiores cientistas experimentais de sua época. Aprimorou o microscópio, o barômetro e a bomba à vácuo, construiu a máquina de polir lentes e o hidrômetro.
Hooke, foi um dos primeiros a produzir um vasto estudo sobre a elasticidade dos corpos e percebeu que a força elástica que atua sobre um corpo é proporcional à sua distensão ou compressão a partir de um ponto de equilíbrio.2 
 Felástica = −k∆x 
k é a constante de proporcionalidade chamada de constante elástica da mola e é uma grandeza característica da mola. 
∆x = xfinal - xinicial
O sinal negativo indica o fato de que a força Felástica tem sentido contrário a ∆x. 
Essa força restauradora surge sempre no sentido de recuperar o formato original do corpo e têm origem nas forças intermoleculares que mantém as moléculas e/ou átomos unidos. 
Neste experimento, utilizou-se uma mola que ao ser esticada, retornou ao seu comprimento original devido à ação dessa força restauradora. 
Para que a mola permanecesse em um regime elástico, ou seja, que retornar-se à sua forma original, foi utilizado pesos que não causaram grandes deformações.
Para estimar a constante elástica da mola, utilizada no experimento, se fez necessário utilizar pesos de diferentes tamanhos para que fosse possível medir os diversos alongamentos resultantes da mola.
.
Figura 1
.
(a) Mola não distendida suspensa verticalmente, com comprimento natural x0. 
 (b) A mesma mola sujeita a ação de uma força que a distende até um comprimento x = x0+∆x 
 / 562
1 HEWITT, Paul. Física Conceitual. ed. Bookman, Cap. 2 p. 56.
2 PIETROCOLA, Maurício, POGIBIN, Alexander, ANDRADE, Renata de, ROMERO, Talita Raquel. Coleção Física em Contextos. Volume 1. ed FTD, Cap. 7 p. 205.
OBJETIVO GERAL
Este experimento tem como objetivo principal determinar experimentalmente a constante de mola elástica de uma mola.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar a constante da mola através das medidas do alongamento da mola.
Elaboração do gráfico envolvendo a variação do tamanho da mola (Δx) e o valor da massa pendurada em uma das extremidades da mola x a gravidade na bancada do laboratório do IFRJ - Campus Nilópolis.
EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
01 mola de aço;
01 haste de apoio; 
02 pesos de 10 g cada e um peso de 50 g,
1 balança que registra décimos de grama;
01 gancho (suporte para pesos);
01 régua dividida em mm presa na haste;
01 régua de 20 cm.
Figura 2 – Exemplo do equipamento utilizado no experimento. 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Medição dos pesos e do suporte na balança do laboratório;
A régua e a mola já estavam posicionadas lado a lado e fixadas à haste no equipamento utilizado do laboratório experimental do IFRJ Nilópolis; 
Com a mola estática estável, foi feita a medida do comprimento da mola em mm na régua anexada à haste, se utilizando de outra régua, posicionada na base da mola (sem interferir no comprimento da mola já estática) e perpendicular à régua fixada na haste, para uma melhor precisão da leitura da medida em mm. 
Colocou-se o gancho (suporte para pesos) na extremidade inferior da mola;
Foram colocados os pesos no gancho (suporte de pesos) e feitas as medidas dos alongamentos da mola conforme quadro 1, utilizando a régua paralela ao peso e perpendicular a régua fixada na haste para melhor precisão da leitura em mm.
DADOS EXPERIMENTAIS
Sendo:
m10 = 10,00 g (0,01000 kg)
m20 = 20,21 g (0,02021 kg)
m30 = 30,21 g (0,03021 kg) 
m40 = 40,21 g (0,04021 kg)
m50 = 49,96 g (0,04996 kg)
m60 = 60,42 g (0,06042 kg)
m70 = 70,18 g (0,07018 kg)
m80 = 80,15 g (0,08015 kg)
m90 = 90,17 g (0,09017 kg) 
gancho = 4,02 g ( 0,00402 kg)
x0 = 14,50 mm (0,01455 m)
glaboratório experimental IFRJ Nilópolis = 9,788 m/s2
Tabela 1 – Dados Experimentais
	m (kg)
mn + mgancho
	m (kg)
	mg (N)
	Δx (m)
	k = - mg / Δx (N/m)
	m1 = m10 + mgancho
	0,01400 ± 0,00001
	0,1370 ± 0,0001
	0,021 ± 0,001
	6,5253 ± 0,0001
	m2 = m20 + mgancho
	0,02423 ± 0,00001
	0,2371 ± 0,0001
	0,036 ± 0,001
	6,5878 ± 0,0001
	m3 = m30 + mgancho
	0,03422 ± 0,00001
	0,3349 ± 0,0001
	0,050 ± 0,001
	6,6989 ± 0,0001
	m4 = m40 + mgancho
	0,04423 ± 0,00001
	0,4329 ± 0,0001
	0,065 ± 0,001
	6,6604 ± 0,0001
	m5 = m50 + mgancho
	0,05399 ± 0,00001
	0,5284 ± 0,0001
	0,079 ± 0,001
	6,6893 ± 0,0001
	m6 = m60 + mgancho
	0,06397 ± 0,00001
	0,6261 ± 0,0001
	0,092 ± 0,001
	6,8055 ± 0,0001
	m7 = m70 + mgancho
	0,07420 ± 0,00001
	0,7263 ± 0,0001
	0,096 ± 0,001
	7,5653 ± 0,0001
	m8 = m80 + mgancho
	0,08417 ± 0,00001
	0,8238 ± 0,0001
	0,121 ± 0,001
	6,8087 ± 0,0001
	m9 = m90 + mgancho
	0,09419 ± 0,00001
	0,9219 ± 0,0001
	0,135 ± 0,001
	6,8291 ± 0,0001
 
 Gráfico 1: Gráfico Δx versus mg.
ANÁLISE DOS DADOS
Através dos dados da Tabela 1, pode-se calcular a constante elástica (k) da mola utilizada no experimento aplicando a Lei de Hooke: k = mg (consideraremos o sentido + ao sentido da Força Elástica), então:
 = então, 6,7968 ± 0,0001 N/m
Ao linearizamos o gráfico versus mg, obtemos a equação da reta:
y = (0,14 ± 0,01)x N/m + (0,002 ± 0,001) m
Então:
 = logo, k = 7,1428 N/m
Se:
krelativo = então, Δkrelativo = = 5,09%
Portanto a constante elástica da mola calculada através do Gráfico 1 está dentro da margem de erro.
CONCLUSÃO 
Com o experimento foi possível realizarmos um estudo sobre a constante elástica da mola e a Lei de Hooke.
Após a coleta de dados, foi possível encontrar através dos dados da Tabela 1 a constante elástica da mola e partindo do estudo do resultado obtido no Gráfico 1 pela simples análise da função da reta resultante do gráfico, podemos dizer que em ambos os casos obtivemos os mesmos resultados.
Sendo assim, atingimos o objetivo final do experimento, com um erro relativo de 5,09%.
BIBLIOGRAFIA
TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros. Ed. 5ª. Rio de Janeiro: LTC, 2006. vol 2. p. 596.
PIETROCOLA, Maurício, POGILIN, Alexander, ANDRADE, Renata de, ROMERO, Talita Raquel; Coleção F´sicia em Contextos. FTD. 1ª Ed. São Paulo, 2010. p. 205.
Paul G. Hewitt, Paul G., Física Conceitual.ed. Bookman, Cap. 2 p. 56.
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