Síntese 3

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
Campus Diadema
QUÍMICA INDUSTRIAL
Síntese 3 - Molas e a Lei de Hooke
Física I
Tânia Patricia Quispe Mamani
Turma A
Profª Sara Alves
 09 de outubro de 2017
Tratamento de dados utilizados
Tabela 1 – Peso e Força das massas
	Peso das massas utilizadas (g)
	Forças dos Pesos Calculadas (N)
	massa₁
	23,1697
	F₁
	0,23
	massa₂
	22,4483
	F₂
	0,22
	massa₃
	50,0558
	F₃
	0,49
	massa₄
	50,1201
	F₄
	0,49
	massa₅
	50,0905
	F₅
	0,49
Tabela 2 – Peso e Força peso dos ganchos
	Peso dos ganchos (g)
	Força dos ganchos (N)
	G₁
	11,8385
	F₁
	0,12
	G₂
	11,8187
	F₂
	0,12
	G₃
	6,9839
	F₃
	0,07
Para o cálculo das forças peso aplicou-se: F = m*g onde adotou-se g= 9,8 m/s². 
Onde F = m*g → F = 0,0118385 (Kg)*9,8 (m/s²) → F ≈ 0,12 (N)
 
Caracterização das molas 1, 2, 3 e 4 separadamente.
Para cada mola seguiu-se as seguintes posições de medidas na tabela 3;
Posição da extremidade inferior da mola sem carga
Posição da extremidade inferior da mola + ganchos
Posição da extremidade inferior da mola + ganchos + massa 1
Posição da extremidade inferior da mola + ganchos + massa 1 + massa 2
Posição da extremidade inferior da mola + ganchos + massa 1 + massa 2 + massa 3
Posição da extremidade inferior da mola + ganchos + massa 1 + massa 2 + massa 3 + massa 4
Posição da extremidade inferior da mola + ganchos + massa 1 + massa 2 + massa 3 + massa 4 + massa 5
Tabela 3 – Caracterização das molas.
	Deslocamento (x)
	Mola 1 (x=mm)
	Mola 2 (x=mm)
	Mola 3 (x=mm)
	Mola 4 (x=mm)
	b
	116
	120
	117
	116
	c
	126
	130
	125
	125
	d
	139
	149
	138
	136
	e
	155
	157
	151
	150
	f
	180
	185
	180
	179
	g
	207
	211
	216
	204
	h
	231
	240
	231
	230
Deve se considerar a posição inicial mola1 x₀=116, mola2 x₀=120, mola3 x₀=117 e mola4 x₀= 116 e neste caso a mola no seu estado relaxado.
Tabela 4 – Caracterização das molas em paralelos.
	Deslocamento (x)
	Molas 1 e 2 
(x= mm)
	b
	120
	c
	123
	d
	130
	e
	137
	f
	152
	g
	164
	h
	179
	Deslocamento
 (x)
	Molas 1,2 e 3 
(x= mm)
	b
	118
	c
	121
	d
	127
	e
	139
	f
	140
	g
	150
	h
	158
Para a associação em paralelo usou-se a mola 2 como referencial,sendo mola1 x₀=116, mola2 x₀=120, mola3 x₀=117 e mola4 x₀= 116. Deve se considerar um erro sistemático de medida na posição da régua, já que a mesma não tem posição fixa, o que pode gerar uma medida não tão exata. Nesta associação em paralelo a constante equivale Ke é a soma dos constantes elásticas das molas em paralelo K1+K2 das molas 1 e 2 e K1+K2+K3 das molas 1, 2 e 3 e neste tipo de associação obtem-se uma Ke mais rígida. 
Tabela 5 – Caracterização das molas em serie.
	Deslocamento (x)
	Molas 1 e 2 
 (x= mm)
	b
	247
	c
	270
	d
	295
	e
	321
	f
	373
	g
	432
	h
	485
Para estas medidas utilizou-se as duas partes da régua do laboratório podendo agregar um maior erro e incerteza na medida da posição. Mediu-se a associação em serie das molas 1 e 2 respectivamente o que de acordo com a literatura leva a duas constantes elásticas diferentes K1 e K2 e para Ke desta associação temos que 1/Ke=1/K1+1/K2 obtendo-se uma constante equivalente mais deformável no caso desta associação. 
Tabela 6 – Caracterização das molas 1,2 e 3 em paralelo e 4 em serie.
	Deslocamento (x)
	Molas 1, 2, 3 e 4
 (x= mm)
	b
	268
	c
	272
	d
	288
	e
	302
	f
	336
	g
	377
	h
	414
Na associação em paralelo/série de acordo com a literatura obtem-se a constantes elásticas em duas partes em paralelo e outra em serie o que leva a uma constante equivalente desta associação em 1/Ke= 1/K1+1/K2+1/K3 (das molas 1,2 e 3 respectivamente) – Ke (da mola 4)
Verificação preliminar dos dados coletados.
 Cálculo e gráficos referentes a caracterização das molas 1, 2, 3 e 4 ;
Cálculo para o deslocamento ∆x : 
 ∆x(mm) = x₁ - x₀ → ∆x = 126 – 116 → ∆x = 10 mm (exemplo para a x₁ da mola 1 )
Convertendo para metros: 10/1000 = 0,01 m
Cálculo das Forças peso F (N) :
 Ganchos 1 - F = m*g → Fg₁ = 0,0118385 (Kg)*9,8 (m/s²) → Fg₁ = 0,12 (N)
 Ganchos 3 - F = m*g → Fg₃ = 0,00698 (Kg)*9,8 (m/s²) → Fg₃ = 0,06 (N)
 Massa 1 - F = m*g → Fm₁ = 0,023 (Kg) * 9,8 (m/s²) → Fm₁ = 0,22 (N ) 
 Então → Fc = Fg₁ + Fg₃ + Fm₁ → Fc* = 0,12 + 0,06 + 0,22 → Fc* = 0,40 (N)
 *c referente a posição da caracterização da mola 1.
 
 
 
 
 
 Todas as curvas das molas testadas obtiveram o comportamento esperado levando em consideração suas constantes elásticas diferentes, pois cada uma apresenta sua particularidade, diferentes números de aspirais com tudo seu alongamento não obteve maior variância.
 
 
 
 Para a caracterização de molas em paralelo houve um alongamento menor, as distancias são iguais com constantes elásticas próprias obtem-se uma constante equivalente mais rígida 
 
Para a associação em série pode-se observar um alongamento maior, forças iguais, constantes elásticas diferentes obtem-se uma constante equivalente mais deformável.
 
As forças que atuam tem sua relevância cada associação, força peso, gravidade, força elástica, força normal (dependendo do caso) deslocamento (se contraído ou reprimido) suas incertezas instrumentais e planejamento também podem ser influenciáveis.
Conclusão
 Com esta prática realizada pode-se abordar o estudo da Lei de Hooke e as constantes envolvidas em cada associação realizada. Estudaram-se as forças envolvidas em experimento com molas, sua elasticidade, suas variáveis, e a partir disto desenvolver gráficos de força em função do deslocamento. E que pode haver diferenças consideráveis dependendo do material usado.
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