relatorio fisica experimental(associaçao de molas)

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FÍSICA EXPERIMENTAL I 
 
 
 
 
 
 
 
 
Associação de Molas 
 
 
 
 
 
Thiago Maia – matr.: 201602133387 
Paulo Fernando – matr.: 201601337221 
José Ricardo Pimentel – matr.: 201601603908 
João Victor Flores – matr.: 201602273383 
Jonatan Machado de Oliveira – matr.: 2016 0169 2528 
Diego Martins Mendes-matr.:201602307318 
 
 
CCE0847-3021 
 Segunda - 17:10h 
 
Prof.: Wallace Robert 
 
 
 
 
Cabo Frio 
21/11/2016 
1. TÍTULO: 
 Associação de Molas. 
2. OBJETIVO: 
 Demonstrar experimentalmente a lei de Hooke e determinar a constante elástica 
utilizando: 
• 2 molas em série 
• 2 molas em paralelo 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: 
 Todo corpo sob a ação de uma força de tração ou de compressão, se 
deforma. Se ao cessar a atuação dessa força o corpo recupera sua forma 
primitiva, se diz que a deformação é elástica. Em geral, existe um limite para o 
valor da força a partir do qual acontece uma deformação permanente no corpo. 
Dentro do limite elástico, há uma relação linear entre a força aplicada e a 
deformação, linearidade esta que expressa uma relação geral conhecida como 
Lei de Hooke. O sistema clássico utilizado para ilustração dessa lei é o sistema 
massa-mola que é apresentado a seguir em situações de equilíbrio estático. 
Na figura abaixo temos um exemplo onde mostra uma mola helicoidal, de 
massa desprezível, pendurada por uma de suas extremidades (parte a); ao se 
colocar um objeto de massa m na outra extremidade aparece um alongamento 
x na mola (parte b) 
 
No exemplo acima vimos que em (a) a mola não está alongada; em (b) a 
mola está alongada de x em relação à posição inicial devido ao peso de um 
objeto de massa m. O peso do objeto é equilibrado pela força -kx que a mola 
exerce nele. 
A força F aplicada na mola é o peso do corpo e, dentro do limite elástico, 
teremos: 
 F = m g = kx 
 Onde F é o módulo de F e k uma constante que depende do material de 
que é feita a mola, de sua espessura, de seu tamanho, etc. e é denominada 
constante elástica da mola. 
 Para associação de molas utilizamos as seguintes formulas: 
Molas em Paralelo (Keq): 
 
Molas em Série (Keq): 
 
4. METODOLOGIA: 
 4.1. MATERIAL UTILIZADO 
Tripé universal; Régua milimetrada; Seis discos de metal; Mola helicoidal; 
Fio medidor; Gancho de metal, balança digital. 
 
 4.2. MONTAGEM 
 De acordo com as instruções do professor, a montagem do experimento foi 
iniciada em laboratório, seguem as fotos: 
 
Foto 1 Foto 2 
 
 (balança digital, gancho de metal e (Tripé universal, duas molas em 
 seis discos de metal) paralelo sem tensão) 
 
 
Foto 3 
 
(Tripé universal, duas molas em 
Série sem tensão) 
 
 
Foto 4 Foto 5 
 
(Tripé universal, gancho de metal, (Tripé universal, duas molas em 
 duas molas em série com tensão, paralelo com tensão, gancho de 
 discos de metal) metal, discos de metal) 
 
 
 
 
 
 
4.3. PROCEDIMENTOS 
 Para este experimento utilizamos informações obtidas através da coleta das medidas 
das molas em série e em paralelo, sem e com o conjunto de discos e a massa do conjunto de 
discos. E foi dividido em dois procedimentos, onde: 
Procedimento 1 
Sistema em paralelo: 
Comprimento da mola sem 
tensão 
14,5 cm 
primento da mola 
tensionada com os discos 
22,7 cm 
Variação da 
 mola 
Δy= 22,7 – 14,5 = 8,2 cm .: Δy ≅ 0,08 m 
Massa dos 
 discos 
306,80 g .: 0,3068 kg 
 
Obtendo os dados da tabela, podemos realizar os cálculos da força peso e da constante da 
mola, como exemplifica abaixo: 
 
ܲ = ݉݃ . : ܲ = 0,3068×9,82 ≅ 3,01ܰ 
ܨ݁ = ܭ×Δy . ∶ K =
ܨ݁
Δy
 . : K =
ܲ
Δy
→ K =
3,01
0,08
 . : ܭ = 37,62 ܰ/݉ 
 
Realizando a taxa de variação, que para o nosso caso ܭ௘௤ = 2ܭ, temos: 
 
ܧ% = 
|37,62 − 35,00|×100
35
 . : ܧ% = 7,49% 
 
Procedimento 2 
Sistema em série: 
Comprimento da mola sem 
tensão 
27,3 cm 
Comprimento da mola 
tensionada com os discos 
62,20 cm 
Variação da 
mola 
Δy= 62,20 – 27,3 = 34,9 cm .: Δy ≅ 0,35m 
Massa dos 306,80 g .: 0,3068 kg 
discos 
 
 
 
Novamente, com os dados da tabela acima podemos assim como no primeiro procedimento, 
realizar os cálculos da força peso e da constante da mola. Temos: 
ܲ = ݉݃ . : ܲ = 0,3068×9,82 ≅ 3,01ܰ 
ܨ݁ = ܭ×Δy . ∶ K =
ܨ݁
Δy
 . : K =
ܲ
Δy
→ K =
3,01
0,35
 . : ܭ = 8,60 ܰ/݉ 
 
Realizando a taxa de variação, que para esse procedimento em série será ܭ௘௤ = 8,75ܰ/݉ : 
ܧ% = |
|8,60 − 8,75|×100
8,75
. : ܧ% = 1,71% 
 
 
5. CONCLUSÃO 
Foi observado pelo grupo que a constante da mola é o que proporciona dureza, 
sendo assim, observamos através dos cálculos que o sistema em paralelo é mais 
dúctil do que o sistema em série. 
 
 
6. BIBLIOGRAFIA 
 Fundamentos de Física Mecânica – Vol. I – 8ª Edição (David Halliday, Robert 
Resnick, – Editora LTC)