Relatório 3 Molas

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Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e Tecnologias – CCT
Unidade Acadêmica de Física – UAF
Curso: Engenharia Química
Disciplina: Física Experimental I		Turma: 04
Professora: Cleide
Aluno: Valéria Mytzy de França Fernandes 	 Mat.: 116110871
COEFICIENTE DE ELASTICIDADE DE MOLAS
28/06/2017
Campina Grande - PB
1. OBJETIVOS
Objetivo Geral
Determinar o comportamento da elongação da elongação de uma mola suspensa em função do peso pendurado em sua extremidade livre.
2. MATERIAIS NECESSÁRIOS
Armadores;
Duas molas;
Corpo Básico;
Bandeja;
Conjunto de Massas Padronizadas;
Escala Milimetrada Complementar.
3. METODOLOGIA
	Com o corpo básico já armado na posição vertical de trabalho, foi pendurada a primeira mola identificada pela letra A no gancho central da lingueta e, na outra extremidade, foi colocada a bandeja. Como a mola não sofreu uma deformação desejável colocou-se um peso inicial de 30,0 gf sobre a bandeja. Em seguida foram anotados o peso inicial e, com auxílio da escala complementar, a posição inicial l0 do ponto de conexão mola/bandeja.
	Depois foi adicionado um peso de 15 gf à bandeja e anotado, na tabela I-A, a nova posição l do mesmo ponto de conexão e o seu correspondente peso total sobre a bandeja. Repetiu-se esse evento oito vezes, até preencher a tabela I-A.
	Após isso, substituiu a Mola 1 (A) pela Mola 2 (F2) e refez-se todos os passos anteriores e anotando os novos valores na tabela I-B.
MEDIDAS/TABELAS
MOLA 1 (A)
Peso inicial sobre a bandeja 			Po = 30,0 gf
Posição inicial do ponto de conexão		lo = 12,8 cm
TABELA- IA
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	P (gf)
	45,0
	60,0
	75,0
	90,0
	105,0
	120,0
	135,0
	150,0
	l (cm)
	15,3
	16,5
	19,0
	22,0
	27,3
	30,5
	34,0
	37,5
MOLA 2 (F2)
Peso inicial sobre a bandeja 			Po = 15,0 gf
Posição inicial do ponto de conexão		lo = 7,0 cm
TABELA- IB
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	P (gf)
	30,0
	45,0
	60,0
	75,0
	90,0
	105,0
	120,0
	135,0
	l (cm)
	10,5
	13,5
	15,0
	18,4
	21,8
	28,0
	31,5
	35,2
Observamos que, para cada peso total adicionado a partir de P0, dado por (P-P0), a elongação l da Mola é a diferença entre a posição l e a inicial, l0. Com isso, a partir das tabelas I-A e I-B, obtenha novas tabelas (II-A e II-B) que dão a elongação l em função da força F aplicada, dada por F = P - P0. Por simplicidade, chama-se a elongação l de x.
TABELA II-A (Mola 1)
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	F (gf)
	15,0
	30,0
	45,0
	60,0
	75,0
	90,0
	105,0
	120,0
	X (cm)
	2,5
	3,7
	6,2
	9,2
	 14,5
	17,7
	21,2
	24,7
TABELA II-B (Mola 2)
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	F (gf)
	15,0
	30,0
	45,0
	60,0
	75,0
	90,0
	105,0
	120,0
	X (cm)
	3,5
	6,5
	8,0
	11,4
	14,8
	21,0
	24,5
	28,2
	Baseado nos gráficos realizados em papel milimetrado ( em anexo), temos que a função descreve uma reta, do tipo:
X = aF + b
	De acordo com os gráficos, é possível que as retas passem pela origem, levando em conta os erros sistemáticos, visto que a elongação da mola (X) é diretamente proporcional a força aplicada na sua extremidade (P); obedecendo a seguinte equação:
X = IF
	Obedecendo a Lei de Hooke, temos que: K = 1/I.
Para a Mola 1 (A):
Para a Mola 2 (F2)
	Determinando os coeficientes temos que o acréscimo realizado da massa inicial, foi necessário para que a mola pudesse trabalhar dentro de seu limite elástico. De forma que comparando o peso da mola com o peso inicial, temos uma relação desprezível para que altere alguns resultados da experiência.
4. CONCLUSÃO
	O objetivo do experimento foi alcançado, visto que conseguimos determinar a elongação de uma mola suspensa em função do peso pendurado em sua extremidade livre.
	De acordo com o experimento realizado, temos que a recomendação do acréscimo de um peso inicial é mais necessária para a mola de menor coeficiente elástico K, de forma a garantir logo uma elongação inicial. Tendo o seu trabalho elementar dW realizado por uma força F ao deslocar um corpo pela quantidade dl, sendo dado por:
	Então, o trabalho realizado pela bandeja ao deslocar o ponto inferior da mola da posição l0 até l, produzindo uma elongação x = l- l0, sendo dado por:
	Sendo a integral a área sob a curva do gráfico de F versus X. Este trabalho fica armazenado na mola sob a forma de energia potencial elástica.
 ANEXOS
CÁLCULOS PARA O GRÁFICO DA MOLA 1 (Z2)
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	F (gf)
	15,0
	30,0
	45,0
	60,0
	75,0
	90,0
	105,0
	120,0
	X (cm)
	2,5
	3,7
	6,2
	9,2
	 14,5
	17,7
	21,2
	24,7
Para o eixo-x
Cálculo do Módulo de x
Degrau e Passo
Equação da escala
Para o eixo-y
Cálculo do Módulo de y
Degrau e Passo
Equação da escala
Equação da reta
CÁLCULOS PARA O GRÁFICO DA MOLA 2 (F2)
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	F (gf)
	15,0
	30,0
	45,0
	60,0
	75,0
	90,0
	105,0
	120,0
	X (cm)
	3,5
	6,5
	8,0
	11,4
	14,8
	21,0
	24,5
	28,2
Para o eixo x
Cálculo do Módulo de x
Degrau e Passo
Equação da escala
Para o eixo-y
Cálculo do Módulo de y
Degrau e Passo
Equação da escala
Equação da reta