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RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA FÍSICA II Turma:3061Data:29/04/2018 Alunos: Adriano Silva de Azevedo Brendon da Silva Sodré Rangel Francilon SilvaMelo Lais Diniz Lopes MEDIDA DO PERÍODO DE OSCILAÇÃO DE UMA MOLA DE HOOKE Objetivo:Determinar a constante elástica a partir da análise gráfica com desvio médiodos dados experimentais da caracterização de uma mola de Hooke,e comos dados do período de oscilação obtidos também na experiencia realizada no laboratório, fazer ocálculoteórico e experimental do período. INTRODUÇÃO TEÓRICA Quando um corpooscila periodicamente em tornodeuma posição de equilíbrio,descrevendo uma trajetória retilínea, pode-sedizerqueestecorpo efetuaum movimento harmônico simples linear e este ocorre em razão da ação de uma força restauradora. No estudo feito do MHS(movimento harmônico simples)utilizaremos como referênciaumsistema massa-mola. Nesse sistema desprezaremos asforças dissipativas(atritoeresistênciadoar). Obloco, quando colocadoem oscilação, semovimentarásob a açãoda força restauradoraelástica, que pode sercalculada pela seguinte expressão: Fel = - K.x O sinal negativo na equação indica que o sentido da força elástica é sempre o oposto ao sentido do deslocamento da extremidade livre da mola. A constante k é chamada de constante elástica (ou constante de força), e é uma medida de rigidez da mola. Quanto maior o valor de k, mais rígida é a mole, ou seja, maior é a força exercida peça mola para um dado deslocamento. A unidade de k no SI é o newton por metro. Período- O período de um corpo em MHS é ointervalode tempo referenteaumaoscilação completa epodesercalculadoatravésda seguinte expressão: http://www.sofisica.com.br/conteudos/FormulasEDicas/formulas12_clip_image002_0027.gif O período [T(s)] depende da massa do corpo colocado em oscilação [m(kg)] e da constante elástica da mola [k(N/m)]. MATERIAIS E MÉTODOS Suporte universal Mola Massas Dinamômetro Régua Suporte Cronômetro Primeiramente regular o dinamômetro, em seguida medir o tamanho da mola, inserir uma massa na mesma e medir novamente para obter a deformação dela.Começando com apenas uma massa e aumentando gradualmente. Após medir a deformação da mola com uma massa, pesar a última separadamente no dinamômetro e colocar na tabela, fazendo assim com todos os pesos acumulados. DADOS Tabela 1. Dadosnuméricos do experimento. MASSAS PESOE DESVIO. MÉDIO(N) DEFORMAÇÃO DA MOLA E DESVIO MÉDIO (mm) P1 0,4± 0,42 13,0 ± 15,8 P2 0,61 ± 0,42 22,0 ± 15,8 P3 0,85± 0,42 35,0 ± 15,8 P4 1,30 ± 0,42 47,0 ± 15,8 P5 1,46 ± 0,42 55,0 ± 15,8 P6 1,59 ± 0,42 63,0 ± 15,8 Com esses dadosfoi representadoum gráfico com os seguintes resultados, desvio médio do pesoδP = 0,42; desvio médio da deformação da molaδd = 15,8 e os milímetros de representação da ordenada = 30mm e das abcissas= 50 mm.Assim foi encontrado a constante elástica da mola (α =∆p/∆d) K = 0,5714285714 δK = 0,3752771619 K =0,5714285714±0,3752771619 No experimento realizado em sala de aula, também foi trabalhado com um sistema massa-mola na posição vertical, neste caso imaginemos o sistema anterior, de uma mola de constante K e um peso de massa m, que se aproximam das condições de umoscilador massa-mola ideal, com a mola presa verticalmente à um suporte e ao peso de massa m, em um ambiente que não cause resistência ao movimento do sistema.Dessa maneira foi colhido 06dados dos períodosde oscilação da mola onde a mola era acionada e cronometrado atéa sexta oscilação. Tabela 2. Dados numéricos do experimento. OSCILAÇÃO TEMPO PERÍODO E DESVIO MÉDIO T1 03,02s/ 6 0,50±0,0027777778 T2 02,95s/ 6 0,49±0,0027777778 T3 03,02s/ 6 0,50±0,0027777778 T4 03,01s/ 6 0,50±0,0027777778 T5 03,03s/ 6 0,50±0,0027777778 T6 03,08s/ 6 0,50±0,0027777778 Tmédexp= 0,4983333333 δTexp= 0,0027777778 Tmédteor = 2π√m/k k →obtido graficamente m→ obtido pelo P6 dividido pela gravidade convertida em mm/s m = 1,59 / 9810 = 0,00016207951 Tméd teor =6,28√0,00016207951 /0,5714285714 Tméd teor=0,1057651831 δTteor =0,5636643731 Comparando os resultados ficou: Texp=0,4983333333±0,0027777778 Tteor=0,1057651831±0,5636643731 ANÁLISE E CONCLUSÃO Através da realização dos experimentos,verificou-se a ação das leis do MHS e como fatores como a massa dos corpos acoplados a mola, a constante elástica e amplitude, por exemplo, influenciam no comportamento do sistema massa-mola. Com os resultados obtidos, percebeu-se que conforme o peso (F) aumenta, o comprimento da mola também aumenta. Como já era esperado, notamos divergências entre os valores experimentais e teóricos, sendo a mesma, causada por erros de montagem e execução do experimento, esse erro é mostrado na comparação entre os cálculosteórico e oexperimental também mostrado acima. Concluímos que o período de oscilação depende da massa do corpo suspenso e da constante elástica da mola que o sustenta. BIBLIOGRAFIA http://www.brasilescola.com/fisica/movimento-harmonico-simples.htm YOUNG, H.D.; FREEDMAN, R.A., Física I: Mecânica.12º edição, ed. Pearson AddisonWesley. São Paulo, 2009. HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl.Fundamentos de física8.ed./ Vol.1 - Rio de Janeiro: LTC, 1996-2002.
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