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MOVIMENTO OSCILATÓRIO (Sistema Massa x Mola) Alunos: Aline da Costa Lamença Tais de Oliveira Côrtes Moreira 3º Relatório de Física II Professor: Ciro Muri Índice Objetivos Gerais .................................................................................................2 Introdução Teórica...............................................................................................2 Materiais Utilizados .............................................................................................3 Dados Experimentais...........................................................................................4 Análise dos Dados...............................................................................................4 Conclusão............................................................................................................5 Bibliografia ..........................................................................................................6 1 Objetivos gerais Verificar experimentalmente o comportamento da força exercida por uma mola em função do alongamento da mola; Determinar a constante de rigidez K da mola; Determinar o período de oscilação do sistema Massa x Mola em função da massa. Introdução Teórica Antes de mais nada, vamos introduzir fatos históricos e definições para que a compreensão do experimento fique clara. Quando escrevemos que iremos determinar a constante de Hooke de uma mola cometemos um erro, na realidade determinaremos a constante de Young característica de cada mola. …Robert Hooke (1635–1703) descobriu em 1676 a lei fundamental que existe entre a força e a distorção resultante num corpo elástico. Ele resumiu os resultados de suas experiências na forma de uma lei. “Ut tensio sic vis”, a qual, traduzida livremente, significa que “uma mudança de forma é proporcional à força deformadora”. Muitos anos depois, Thomas Young (1733–1829) deu á lei de Hooke uma formulação mais precisa, ao introduzir conceitos físicos definidos a serem associados com “uma mudança de forma” e “força deformadora”. Quando uma tensão (forças resultante na deformação de um sólido) é provocada no interior de um sólido pela aplicação de forças externas, uma variação física é produzida. Estas distorções relativas são chamadas deformações e podem ser de três tipos: Mudança no tamanho do corpo, mantendo a mesma forma. Mudança na forma mantendo o mesmo volume. Mudança de comprimento. A lei de Hooke pode agora ser enunciada da seguinte forma: Tensão__ = Constante = Módulo de elasticidade deformação nome este introduzido por Thomas Young. Material utilizado: 01 Suporte 01 Mola 01 Balança digital 01 Cronômetro digital 01 Gancho lastro 04 Anilhas 01 Escala Milimetrada Dados Experimentais O experimento consiste em medir a constante elástica de uma mola. Inicialmente mediu-se a massa de cada anilha, obtendo os valores abaixo: Anilhas Massas 01 22.74g 02 50.02g 03 50.03g 04 50.08g Para isso uma mola foi presa ao suporte, e nele colocou-se uma anilha medindo a constante elástica com a escala milimetrada, obtendo os seguintes valores: x (mola) = 110m Massa X (mm) X (m) 25g 120 0.12 50g 140 0.14 75g 150 0.15 100g 160 0.16 125g 180 0.18 150g 190 0.19 175g 210 0.21 Em seguida, fazendo uma breve força, após soltar o conjunto (mola - anilha), observou-se a oscilação de 10 vezes e anotou-se o tempo necessário para cada oscilação. Massa (g) Massa (Kg) t1 t2 t3 tmedio K(N/m) 25g 0.025 02.48s 02.59s 02.78s 02.61s 0.14 50g 0.05 03.88s 03.26s 03.26s 03.46s 0.16 75g 0.075 03.99s 03.96s 03.96s 03.97s 0.18 100g 0.1 04.33s 04.23s 04.32s 04.29s 0.21 125g 0.125 04.52s 04.52s 04.67s 04.57s 0.23 150g 0.15 05.29s 05.35s 05.18s 04.28s 0.32 175g 0.175 05.99s 05.66s 05.54s 05.73s 0.21 Calculando a Constante da mola com massa de 25 g, temos: K1=4π2M/T2 K1=39.47x0,025/(2.61)2 K1=0.14 N/m Calculando a Constante da mola com massa de 50 g, temos: K2=4π2M/T2 K2=39.47x0,05/(3.46)2 K2=0.16 N/m Calculando a Constante da mola com massa de 75 g, temos: K3=4π2M/T2 K3=39.47x0.075/(3.97)2 K3=0.18 N/m Calculando a Constante da mola com massa de 100 g, temos: K4=4π2M/T2 K4=39.47x0.1/(4.29)2 K4=0.21 N/m Calculando a Constante da mola com massa de 125 g, temos: K5=4π2M/T2 K5=39.47x0.125/(4.57)2 K5=0.23 N/m Calculando a Constante da mola com massa de 150 g, temos: K6=4π2M/T2 K6=39.47x0.15/(4.28)2 K5=0.32 N/m Calculando a Constante da mola com massa de 175 g, temos: K6=4π2M/T2 K6=39.47x0.175/(5.73)2 K5=0.21 N/m Análise dos dados Conclusão A experiência realizada teve o intuito de determinar a constante elástica de uma mola. A partir dos experimentos realizados foi possível observar que os erros advindos do operador influenciam bastante nos resultados obtidos. Isso explica, por exemplo, o valor diferente das constantes elásticas encontradas usando pesos diferentes. Bibliografia
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