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FORÇA ELÁSTICA Aluno: George Mota - Matricula: 2011.021.879.0-9 Aluna: Jessica Oliveira - Matricula: 2011.022.697.2-7 Aluna: Mariana Baggi - Matricula: 2011.022.019.1-1 Aluna: Sônia N. Medeiros - Matricula: 2012.016.808.3-2 Aluno: Théron R. Fernandes - Matricula: 2011.015.285.3-2 Junho/2012 Índice Introdução...........................................................................................................2 Objetivos..................................................................................................3 Delimitação..............................................................................................3 Desenvolvimento Prático..........................................................................4 Associação em Série ...............................................................................5 Associação em Paralelo ...........................................................................6 Conclusão.................................................................................................7 1 FÍSICA I Atividade experimental –Força Elástica Professor Evandro S Oliveira Introdução 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. A figura 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). Em(a) a mola não está alongada; em (b) a mola está alongada de x em relação à posição inicial devido ao peso do 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. Associando-se duas molas, a constante elástica do conjunto passa a ter outro valor que depende da maneira em que foi feita a associação. 2 Objetivos gerais Determinar a constante elástica de uma mola; Determinar a Expressão geral que permite calcular as constantes em série e paralelo. Delimitação Esta atividade compreende a medição do alongamento sofrido pela mola, quando está sobre ação de uma força (peso do bloco). Material necessário: Duas molas Bloco de madeira Suporte Régua Milimétrica 3 Desenvolvimento Prático O experimento consiste em aplicar uma força (peso) a uma mola em posição vertical e medir o alongamentos produzido nela em seguida calcular a constante elástica para cada mola. Na Primeira Mola, Obtivemos: ΣF=0 Fr – P=0 Fr = P K.∆x=P K=∆x/P X0=122.10-3m X=190.10-3m ∆x=0,068m P=1,2N K1=P/∆x K1=1,2/0,068 K1=17,6 N/m Na Segunda Mola, Obtivemos: ΣF=0 Fr – P=0 Fr = P K.∆x=P K=P/∆x X0=125.10-3m X=200.10-3m ∆x=0,075m P=1,2N K2=P/∆x K2=1,2/0,075 K2=16 N/m 4 Associação em Série Associamos as duas molas em Série, acoplando o bloco de madeira nas molas e medimos o alongamento produzido nelas em seguida calcular a constante elástica para a associação. Na Associação de molas em Série, Obtivemos: ΣF=0 Fr – P=0 Fr = P K.∆x=P K=P/∆x X0=247.10-3m X=380.10-3m ∆x=0,133m P=1,2N Ksérie=P/∆x Ksérie=1,2/0,133 Ksérie=9,02N/m Pela Formula Temos que a associação em série estão sujeitos a mesma força e sofrem deformação diferente. O valor se torna um pouco diferente por conta da imprecisão do material utilizado no experimento. 1/Ksérie =1/K1 + 1/ K2 1/Ksérie =1/17,6 + 1/16 Ksérie =8,38N/m 5 Associação em Paralelo Associamos as duas molas em Paralelo, acoplando o bloco de madeira nas molas e medimos o alongamento produzido nelas em seguida calcular a constante elástica para a associação. Na Associação de molas em Paralelo, Obtivemos: ΣF=0 Fr – P=0 Fr = P K.∆x=P K=P/∆x X0=123.10-3m X=160.10-3m ∆x=0,037m P=1,2N Kparalelo=P/∆x Kparalelo=1,2/0,037 Kparalelo=32,4N/m Pela Formula Temos que a associação em paralelo é a soma das constantes das duas molas e que a deformação sofrida por cada uma das molas é a mesma. O valor se torna um pouco diferente por conta da imprecisão do material utilizado no experimento. Kparalelo=K1 + K2 Kparalelo= 17,6 + 16 Kparalelo=33,6N/m 6 Conclusão Concluímos que o valor da Força elástica está relacionado com o tipo de material utilizado no experimento e conseguimos calcular no experimento o valor das associações de molas em série e em paralelo, havendo uma pequena diferença entre o valor encontrado e o valor real, isso se dá por conta da imprecisão do material utilizado na medição. 7
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