Modelo Relatórios (Física I) 4

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DE SANTA CATARINA
Disciplina: Física Teórica Experimental I (Experimental)
Professor: Elton Mendes
Associação De Molas
Autores: Jorge Manoel Jorge, Alexsandro de Oliveira, Gabriel Zampirom, Genoir Vaz, Paulo Fernando Alves
Introdução
 O experimento visa obtermos experimentalmente, pele lei de Hooke, através de molas e pesos, os valores de constante elástica teórica e experimental, de cada mola e na associação de molas em série e em paralelo.
 Quando um corpo encontra-se preso a uma mola deformada, a força de contato que a mola exerce nele chama-se força elástica. Pelo princípio da ação-reação, as forças trocadas entre o corpo e a mola são de mesma intensidade. Logo, a intensidade da força elástica será dada, de acordo com a lei de Hooke, por:
 Sendo K a constante elástica da mola e X a sua deformação.
 A força elástica sobre um corpo pode estar orientada no sentido de puxar (mola esticada) ou no sentido de empurrar (mola comprimida).
 Nosso objetivo será determinar a constante elástica na associação de molas em série e em paralelo, com isso foram utilizados os seguintes materiais para o procedimento experimental:
Equipamento para a suspensão das molas 
Régua milimetrada
2 molas
5 pesos
Procedimento Experimental
1ª parte:
Determinar a constante elástica de cada mola (mola A e mola B):
Prendeu-se a mola A ao equipamento de suspensão, logo se aplicou 5 pesos um a um;
Mediu-se sua deformação (x) em cada peso atribuído;
Calculou-se a constante elástica (K) teórica e experimental;
O mesmo procedimento foi realizado com a mola B.
2ª parte:
Associação em série
Uniu-se as molas uma na outra, logo se aplicou 5 pesos um a um;
Mediu-se sua deformação (x) em cada peso atribuído;
Determinou-se a constante elástica equivalente (Keq.) teórica e experimental;
Calculou-se o erro relativo (Er) do experimento com molas em série.
3ª parte:
Associação em Paralelo
 
Prendeu- se a mola A em paralelo com a mola B, logo se aplicou 5 pesos um a um;
Mediu-se a deformação (x) em cada peso atribuído;
Determinou-se a constante elástica equivalente (Keq.) teórica e experimental;
Calculou-se o erro relativo (Er) do experimento com molas em paralelo.
Resultados Obtidos
Mola A: Comprimento inicial (X0) = 0,10 m
	Aluno
	Peso
	Massa(kg)
	Alongamento(m)
	K1(N/m)
	Jorge
	Massa 1
	0,0631
	0,120
	30,95
	Gabriel
	Massa 2 
	0,1128
	0,137
	29,89
	Alexsandro
	Massa 3
	0,1628
	0,155
	28,90
	Genoir
	Massa 4
	0,2122
	0,175
	
	Paulo F.
	Massa 5
	0,26192
	0,195
	26,40
Mola B: Comprimento inicial (X0) = 0,095 m
	Aluno
	Peso
	Massa (kg)
	Alongamento(m)
	K2 (N/m)
	Jorge
	Massa 1
	0,0631
	0,115
	30,95
	Gabriel
	Massa 2
	0,1128
	0,133
	33,51
	Alexsandro
	Massa 3
	0,1628
	0,150
	28,90
	Genoir
	Massa 4
	0,2122
	0,169
	
	Paulo F.
	Massa 5
	0,26192
	0,187
	27,8
 Tabela 2
Molas Em série: Comprimento inicial (X0) = 0,190 m
	Peso
	Massa(kg)
	Alongamento(m)
	Keq (N/m)
 Real
	Keq(N/m) Experimental
	Erro relativo (Er) 
	Peso 1
	0,0631
	0,240
	15,625
	12,38
	20,76%
	Peso 2 
	0,1128
	0,274
	16,12
	1,762
	89%
	Peso 3
	0,1628
	0,310
	14,28
	13,82
	0,03%
	Peso 4
	0,2122
	0,345
	
	
	
	Peso 5
	0,26192
	0,383
	13,88
	13,27
	4,40%
Tabela 3
Molas Em Paralelo: Comprimento inicial (X0) = 0,0976 m
	Peso
	Massa (kg)
	Alongamento(m)
	Keq (N/m) 
Real
	Keq (N/m)
Experimental
	Erro relativo (Er) %
	Peso 1
	0,0631
	0,105
	61,90
	6,34
	89%
	Peso 2
	0,1128
	0,114
	63,4
	7,0
	88,9%
	Peso 3
	0,1628
	0,123
	57,8
	62,35
	0,078%
	Peso 4
	0,2122
	0,132
	
	
	
	Peso 5
	0,26192
	0,141
	54,24
	18,29
	63,2%
Tabela 4
Fórmulas Utilizadas:
P = m.g, para encontrar a força peso;
X – X0 = X deformação;
F = K . X, para determinar a constante elástica de cada mola;
1/Keq =1/K1 + 1/K2, para determinar o K equivalente real das molas em série;
Keq = K1 + K2, para determinar o K equivalente real das molas em paralelo;
F = Keq . X, para determinar o K equivalente experimental das molas em série e, em paralelo;
Er = Keq (exp.) – Keq (real) / Keq (real), para cálculo do erro relativo;
Média dos Ks, foi utilizado o excel, o mesmo para os cálculos de desvio 
Discussão
 Conclui-se através dos cálculos e experimentos realizados, que os resultados experimentais das constantes elásticas da mola (K), foram maiores, não tendo uma margem de erro muito grande, mas considerável.
 
 Os valores de forças para ambas associações, em série e paralelo, foram iguais. Isto ocorreu porque os pesos usados ambos os procedimentos tinham a mesma massa.
 O fato da massa dos pesos serem iguais, também influenciou nos resultados, para cada associação, o valor K real e K experimental, iguais para todos os pesos.
 
 Na associação em paralelo, obtivemos um valor de constante elástica (K) muito superior ao da associação em série. Isto se explica facilmente pois quando colocamos as molas em série aumentamos a sua rigidez. Porque na mesma foi observado que o valor da constante elástica (K)
Ficou reduzido, ou seja, a mola é menos rígida ou mais deformável. Colocando as molas em paralelo aumentamos a sua rigidez, tornando-a menos deformável. Sendo assim dependendo da situação molas em série se torna mais eficiente.
 O desvio padrão é bastante utilizado como um parâmetro para avaliar a variação dos elementos que estão sendo analisados, neste caso a associação em molas. Conseguimos perceber que os valores os quais obtidos com a média dos desvios padrão são bem próximos ou distantes da média real. 
	
Referências Bibliográficas
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física: mecânica. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. v.1.