FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL I CONCEITO FORÇA ELASTICA

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FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL I - FORÇA ELÁSTICA 
 
Max Willian B. da Silva 201702257738 
Kamilla B. S. Arce 201702257673 
Welliton de F. Ribeiro 201702258394 
Dalmar Godoy Filho 201702270785 
Matheus K. K. Sasaki 201703149891 
Pedro Paulo Sa Kalache 201703272021 
 
 
 
 
 
Campo Grande 
2017 
INTRODUÇÃO 
 Muitas forças da natureza tem a mesma forma matemática que a força 
exercida por uma mola. Assim, examinando essa força em particular podemos 
compreender muitas outras. Pela lei de Hooke, a cada esforço F realizado em 
uma mola helicoidal silindrica fixa por uma das extremidades corresponde a 
uma deformação proporcional X . A constante K é chamada de constante 
elástica (ou constante de força), e é uma medida da rigidez da mola, onde K 
dá-se a denominação de constante elástica da mola: 
F = k . x 
A constante elástica depende do material de que a mola é feita e da suas 
características gemeotricas. 
 A força resultante do sistema é o peso da massa, portanto: 
M . G = K . X 
 O primeiro experimento realizado foi do cientista inglês Robert Hooke, 
1635-1713 estudou as deformações elásticas e chegou a esta conclusão citada 
anteriormente. Esta força, é considerada forças de contato, isto é, são forças 
que existem quando duas superfícies entram em contato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO 
 
 OBJETIVOS: O objetivo deste experimento é determinar, 
experimentalmente, a constante elástica, em um sistema massa-mola e em 
arranjos em série e em paralelo. 
 Ultilizando o conceito de conservação de energia e do trabalho relizado 
por uma força com dependência espacial ( Lei de Hooke ), contudo, 
conservativa, as equações que permitem encontrar a constante elástica em um 
sistema massa-mola. 
 MATERIAIS: 
• 1x Suporte para pendurar a mola (tripé); 
• 2x Mola de diferentes constante; 
• 5x Massas de 50 gramas; 1x gancho de 7 gramas; 
• 1x Suporte para deixar as molas em paralelo de 11.65g; 
• 1x Régua de 30cm e uma balança. 
 
 
 
 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
Colocar a mola no suporte. Colocar na mola uma massa suficiente para 
permitir que suas espiras se afastem. Medir a distensão da mola a partir deste 
ponto de referencia, determinando a posição vertical com uma régua graduada. 
Repetir esse procedimento para as duas molas, depois para as duas 
associadas e para as duas em paralelas, considerando 5 massas diferentes 
para cada experimento. 
 Através das medidas do tamanho final da mola(L) e do inicial (L0), 
calculamos a diminuição e a partir dela podemos fazer uma analise da 
constante elástica K1, k2, KS, KP da(s) mola(s). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1 
 
M¹(Kg) 𝑃¹ (𝑁) L0¹(cm) L¹(cm) 𝛥𝑥¹ K1 
0,057 0,57 5,8 7,5 1,7 0,33 
0,107 1,07 5,8 9,1 3,3 0,32 
 0,157 1,57 5,8 10,5 4,7 0,33 
0,207 2,07 5,8 12,1 6,3 0,32 
0,257 2,57 5,8 13,4 7,6 0,33 
Tabela 2 
 
M²(Kg) 𝑃² (𝑁) L0²(cm) L²(cm) 𝛥𝑥² K² 
0,057 0,57 5,5 7,6 2,1 0,27 
0,107 1,07 5,5 8,6 3,1 0,34 
 0,157 1,57 5,5 9,6 4,1 0,38 
0,207 2,07 5,5 10,6 5,1 0,40 
0,257 2,57 5,5 13.3 7,8 0,32 
Tabela 3 
 
Ms(Kg) 𝑃𝑠 (𝑁) L0s(cm) Ls(cm) 𝛥𝑥s Ks 
0,057 0,57 13,0 16,7 3,7 0,13 
0,107 1,07 13,0 20,0 7 0,15 
 0,157 1,57 13,0 22,6 9,6 0,16 
0,207 2,07 13,0 25,8 12,8 0,16 
0,257 2,57 13,0 28,4 15,4 0,15 
Tabela 4 
 
Mp(Kg) 𝑃𝑝 (𝑁) L0p(cm) Lp(cm) 𝛥𝑥𝑝 Kp 
0,06865 0,6865 5,65 6,7 0,85 0,60 
0,11865 1,1865 5,65 7,5 1,85 0,66 
 0,16865 1,6865 5,65 8,3 2,65 0,71 
0,21865 2,1865 5,65 9,0 3,35 0,72 
0,26865 2,6865 5,65 10,0 4,35 0,65 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ℓ =
𝑔
4𝜋²
∙ 𝑡2 
𝑔 =
4𝜋² ∙ ℓ
𝑡2
 
𝑔ҧ = 9,27 𝑚/𝑠² 
𝜎𝑔 = 5,94 𝑚/𝑠² 
∴ 𝑔 = (9,27 ± 0,59) 𝑚/s² 
𝑑𝑔
𝑑ℓ
 = 
4𝜋²
𝑡²
= 11,16 
𝑑𝑔
𝑑𝑡
 = −
8𝜋2 ∙ ℓ
𝑡3
= −5,22 
𝜎𝑔 = √(
𝑑𝑔
𝑑ℓ
)
2
∙ 𝜎ℓ2 + (
𝑑𝑔
𝑑𝑡
)
2
∙ 𝜎𝑡2 
𝜎𝑔 = 0,59 m/s² 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 
 Após o termino do experimento e a analise dos resultados, 
concluímos que as molas realmente seguem a lei de Hooke, pois a 
deformação da mola é proporcional a força exercida sobre a mesma e 
também quanto maior o valor da constante mais rígida é a mola (menor 
deformação). 
 Na realização da experiência, deduzimos que a maior diferença 
encontra nas medidas do centímetros da deformação ocorreu nos maiores 
pesos. 
 Outro ponto observado é que em nenhum dos experimentos 
realizados a mola ultrapassou o seu limite de elasticidade, uma vez que, 
ao serem retirados os pesos, as molas retornaram para posição inicial. 
Sendo assim, retomando a lei de Hooke observamos que esta funciona até 
determinado momento para a constante elástica inicial, pois a partir de 
certa extensão (que depende de cada mola), ela começa a se deformar, 
criando uma nova constate elástica aonde passa pelo seu encruamento e 
depois se rompe. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
RAMALHO; NICOLAU; TOLEDO, OS FUNDAMENTOS DA FÍSICA 1: 
MECÂNICA. SÃO PAULO: MODERNA LTDA., 1998. 
R. RESNICK, D. HALLIDAY, E J.MERRILL , FUNDAMENTOS DE FÍSICA , 
VOL. 1 MECÂNICA, 7ª ED., LTC, 2006. 
H. M. NUSSENZVEIG, CURSO DE FÍSICA BÁSICA, VOL. 1 MECÂNICA, 4ª 
ED., EDGARD BLUCHER, 2002. 
R. A. SERWAY E J. W. JEWETT JR., PRINCÍPIOS DE FÍSICA, VOL. 1 
MECÂNICA CLÁSSICA, CENGAGE LEARNING, 2004. 
F. J. KELLER, W. E. GETTYS E M.J. SKOVE, FÍSICA, VOL.1,1ª ED., 
MAKRON BOOKS, 1999. 
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SCIPIONE, 1997. 
OLIVEIRA, H. A., ROTEIRO DE EXPERIMENTOS - PROF. HÉRCULES - 
UTFPR, 2010.