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Universidade Federal do Pará Instituto de Tecnologia Faculdade de Engenharia Sanitária e Ambiental Marco Antônio dos Santos Figueiredo Filho - Matheus Ribeiro Pessôa de Mello - Yan Jaime de Souza Sidônio - 201607740014 Relatório de Física Experimental I Belém 2018 INTRODUÇÃO A força elástica (Fel) é uma força exercida sobre determinado corpo que possui elasticidade. Sendo observada a direção em que a força é aplicada, pode-se definir a deformação exercida pelo corpo, ao que ele se comprime ou estica. De acordo com Halliday (2004), é possível indicar os valores de intensidade da força numa mola utilizando a Lei de Hooke, que avalia a deformação nesse corpo em conjunto com a constante elástica K. Nesse relatório, objetivou-se a obtenção de valores da constante K, segundo a lei de Hooke, para posteriormente a análise e comparação. O cálculo das constantes K foi realizado com a aquisição dos dados por duas molas com características distintas, sendo feita a medição dos deslocamentos e a força exercida na deformação da mola, gerando resultados diferentes. Além disso, tendo-se os dados, foi possível avaliar a região de certeza das medidas, assim como o desvio relativo e absoluto, com base na teoria dos erros apresentada em sala. Dessa maneira, aprofunda-se o estudo a respeito da força elástica e da Lei de Hooke. 2. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO A força elástica pode ser entendida pela deformação de corpos elásticos, ao se esticar ou comprimir, no qual a energia esta sendo utilizada para realizar esse trabalho. Um exemplo disso, é o arco e flecha, no qual o arqueiro usa a energia de seu corpo para puxar a flecha para trás e o arco para frente, armazenando energia na corda do instrumento, essa energia é em parte transferida para a flecha quando o arqueiro soltar a corda, adquirindo movimento. Halliday (2004) constata que muitos materiais elásticos são resistentes ao alongamento produzido, apresentando deformações diretamente proporcionais a uma determinada força elástica. Nesse contexto, pode-se destacar a teoria do físico Robert Hooke, denominada Lei de Hooke, na qual é representada pela equação: Nota-se pela equação que é possível obter o valor da força elástica produzida, pelo produto entre a constante elástica e a deformação. Ocorre o armazenamento de energia potencial elástica no corpo, que é também responsável pela alternância da posição do corpo no meio, realizando trabalho. Ademais, é perceptível que a força resultante é negativa, devido que é oposta a força aplicada. Sendo constatado que a força externa tem sentido contrário ao deslocamento, pode-se inferir que as duas são proporcionais, devido que a intensidade das forças aumentam de acordo com a elongação do corpo. 3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 3.1 Materiais utilizados no experimento I. Perfil universal com escala milimétrica; II. Tripé III. Duas molas com constante ; V. Suporte fixo para associação de molas; VI. Fixadores metálicos para pendurar os pesos; VII. Balança analógica; VIII. Uma massa aferida com 0,25kg e três com 0,50Kg. 3.2 Descrição do Experimento A princípio, todo o equipamento é montado para dar início ao experimento. Os dois comprimentos iniciais das molas são aferidos e devidamente anotados. Após a fixação da mola no suporte, um peso é colocado na parte inferior da mola, provocando uma força elástica, resultando numa variação da deformação da mola, que também é medida e anotada, permitindo calcular a variação de deformação (). O processo é repetido com a colocação de mais pesos. Dados: MOLA 1 com X0 = 20mm. MASSA Fel DISTÂNCIA K 25g 0,25N 39mm 0,019m 13,15 50g 0,5N 53mm 0,033m 15,15 75g 0,75N 65mm 0,045m 16,66 100g 1,0N 80mm 0,060m 16,66 125g 1,25N 91mm 0,071m 17,60 150g 1,50N 112mm 0,092m 16,60 175g 1,75N 120mm 0,1m 17,50 MOLA 2 com X0 = 20mm. MASSA Fel DISTÂNCIA K 25g 0,25N 44mm 0,024m 10,42 50g 0,50N 70mm 0,050m 10 75g 0,75N 91mm 0,071m 10,56 100g 1,0N 120mm 0,100m 10 125g 1,25N 145mm 0,125m 10 150g 1,50N 173mm 0,153m 9,80 175g 1,75N 195mm 0,175m 10 4. TRATAMENTO DE DADOS MOLA 1 com Xo = 20mm. MASSA X DISTÂNCIA 25g 39mm 19mm 50g 53mm 33mm 75g 65mm 45mm 100g 80mm 60mm 125g 91mm 71mm 150g 112mm 92mm 175g 120mm 100mm Constante elástica: Valor médio: Desvio absoluto de uma medida ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ Desvio médio absoluto: Desvio relativo de uma medida: Desvio relativo médio: Região de certeza: MOLA 2 com Xo = 20mm. MASSA X DISTÂNCIA 25g 44mm 24mm 50g 70mm 50mm 75g 91mm 71mm 100g 120mm 100mm 125g 145mm 125mm 150g 173mm 153mm 175g 195mm 175mm Constante elástica: Valor médio: Desvio absoluto de uma medida ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ Desvio médio absoluto: Desvio relativo de uma medida: Desvio relativo médio: Região de certeza (tem que fazer essa parte? Eu não sei fazer) 6. CONCLUSÃO Por tanto, pode-se obter a constante de elasticidade de qualquer mola facilmente usando-se algumas medidas simples de cálculo – como mostrados acima. De acordo com os resultados adquiridos com o experimento obteve-se poucas diferenças entre os resultados teórico e o prático, comprovando, assim, a lei de hooke e dentro do limite onde ela é válida, a mola pode ser comprimida ou alongada voltando a sua posição de equilíbrio. 5. REFERÊNCIAS HALLIDAY, David, Resnick Robert, Krane, Denneth S. Física 2, volume 1, 5 Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. 384 p.
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