fisica forca elastica

Prévia do material em texto

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
FÍSICA II (CCE0848)
	CURSO
	Engenharia
	TURMA
	1039
	DATA
	23/03/2017
	Aluno/
Grupo
	Eder de Souza Pereira
Gustavo Miller Santos de Sales
Juliana Gonçalves Silva
	TÍTULO
	Força elástica – Lei de Hooke
	OBJETIVOS
	Descobrir a constante elástica da mola.
	
	
	INTRODUÇÃO
	
Quando qualquer objeto sofre à ação de uma força, é suscetível de deformação. Aplicando esse contexto em uma mola que esteja fixa por uma de suas extremidades, dependendo do sentido que efetuou-se a força na outra extremidade, poderá sofrer uma compressão ou uma distensão.
Ao passar dos anos Robert Hooke aprimorou os conceitos entre a força aplicada e a deformação. Hooke determinou experimentalmente que “em regime de deformação elástica, a intensidade da força elástica F é diretamente proporcional à deformação x”, sendo assim, representada pela fórmula:
F = k.x
F Intensidade da força (N)
k Constante elástica da mola (N/m)
x -->Deformação da mola (m)
Observação: dependendo da elasticidade da mola, a força só poderá ser aplicada abaixo do valor limite, pois se ultrapassar, a deformação será irreversível, não recuperando a sua forma original.
Figura 1. Gráfico da força em função da elongação de uma mola típica. O ponto P marca o limite da validade da lei de Hooke; após este ponto as deformações são irreversíveis.
E a declividade (coeficiente angular) da reta é numericamente igual à constante elástica da mola, ou seja,
tg α = ΔF / Δx
	 MATERIAIS e EQUIPAMENTOS
	
Mola de 108 mm.
Gancho;
Régua transparente milimétrica de 0 a 300mm – Cidepe EQ041
Cinco Anilhas sendo quatro finas e uma grossa;
Balança de precisão;
Tripé universal Delta - Cidepe EQ005
	PROCEDIMENTOS
	
Tarou-se a balança para aferição das massas das anilhas, seguindo a seguinte ordem : Uma anilha fina; duas anilhas finas; uma anilha grossa; três anilhas finas; quatro anilhas finas; uma anilha grossa e duas anilhas finas. Após este procedimento colocou-se a mola e a régua no tripé universal para observar a deformação da mola. Fixou-se o gancho na mola e a medida em que pôs-se as anilhas no gancho, seguindo a mesma ordem utilizada na aferição das massas, verificou-se a deformação da mola e registrou-se os resultados. 
 
	RESULTADOS e DISCUSSÃO
	
De acordo com os procedimentos, os dados obtidos estão contidos na tabela a seguir:
Tabela 1:
	-
	-
	Pontos
	Deformação (m)
	Anilhas
	Massa (Kg)
	P0
	0,047
	1 fina
	0,02298
	P1
	0,015
	2 finas
	0,04584
	P2
	0,027
	1 grossa
	0,05007
	P3
	0,031
	3 finas
	0,06882
	P4
	0,041
	4 finas
	0,09156
	P5
	0,055
	1 grossa e 2 finas
	0,09582
	P6
	0,058
A partir dos dados obtidos na Tabela 1, calculou-se a força (F = m.g) e seus resultados estão apresentados na tabela posterior. Para os cálculos, considerou-se a gravidade igual à 9,8 m/s2 :
	Anilhas
	Força (N)
	1 fina
	0,225204
	2 finas
	0,449232
	1 grossa
	0,490686
	3 finas
	0,674436
	4 finas
	0,897288
	1 grossa e 2 finas
	0,939036
Utilizando os valores de força, calculados pela multiplicação das massas das anilhas pela aceleração da gravidade, construiu-se o Gráfico Força versus Deformação, em anexo.
E descobriu-se a constante elástica da mola através da utilização dos valores registrados no gráfico.
tg α = ΔF / Δx = k
Então, 
k = ( 0,80 – 0,20 ) / ( 0,050 – 0,0125)
k = 0,60 / 0,0375
k = 16 N/m
	CONCLUSÃO
	
A partir dos conceitos da Lei de Hooke através da lei F = k.x, determinou-se a constante elástica da mola que é dada pela declividade da reta no gráfico, Força versus Deformação. E obteve-se o valor da constante elástica (k) igual à 16 N/m.
	REFERÊNCIAS
	
LOIOLA, N.: “LEI DE HOOKE”. Universidade Federal do Ceará - Instituto UFC Virtual. Disponível em: <http://www.virtual.ufc.br/solar/aula_link/lfis/I_a_P/lab_fisica_II/aula_02-8569/01.html>. Acesso em 01 abril 2017.
“Lei de Hooke.” Porto: Porto Editora, 2003-2017. Disponível em: <https://www.infopedia.pt/$lei-de-hooke>. Acesso em 01 abril 2017.
	APLICAÇÃO NA ENGENHRIA
	
Engenharia Mecânica: amortecedores automotivos 
Engenharia Civil: pontes, prédios, estádios. 
	EXERCÍCIO
	
Considere três anilhas com massa de 68,62 g, em equilíbrio, estando presas a uma das extremidades de uma mola, cuja constante elástica é 150 N/m. Considerando g = 10 m/s2 , determine a deformação da mola.
Solução:
 68,62 g = 0,06862 Kg 
 F = m.g = 0,6862 N
 x = F/k = 0,6862/150 = 0,0045746667 m