Experimento 3 estudo estatico de uma mola

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Mecânica Física II
Experiência 03 – Lei de Hooke: Estudo estático de uma mola Aluno: Wallace da Silva Torres
Turma: 3	Curso: Física 
Período: 2018/1
Objetivo:
Esta experiência tem por objetivo a determinação da constante elástica k de uma mola pelo método estático.
Introdução:
Um tipo especial de interação, de importância fundamental para a mecânica, é a interação elástica. Sua definição é a seguinte: dois corpos pontuais estão em interação elástica quando a força de interação é 
Onde é o vetor que posiciona o corpo sobre o qual atua a força em relação ao outro. Observe-se que se trata de uma interação atrativa. A constante positiva k é independente dos corpos e só depende do mecanismo particular de interação.
Para realizar a interação elástica na pratica, podemos considerar uma mola de comprimento em repouso lo.
Vinculando duas massas com uma mola deste tipo, comprova-se que a força elástica com que interagem vale
Onde é a variação no comprimento da mola . Desta maneira, a interação é atrativa se r – lo > 0 (mola esticada), e repulsiva se r – lo < 0 (mola comprimida). A relação (1) é conhecida como lei de Hooke. No caso real, a relação (1) vale somente para valores pequenos de . As interações elásticas são fundamentais no estudo da deformação dos corpos, na teoria da elasticidade.
A propriedade fundamental da interação elástica, aquela que a força de interação depende so da configuração do mecanismo que prove a interação (constante k e a distância r), e não da massa e outras propriedades dos corpos que interagem (como acontece nos casos das interações gravitacional e elétrica), permite calibrar as interações elásticas (por exemplo, uma mola) numa forma unívoca, através da relação f = k, e utiliza-las na medição estática de outras forças de interação. Uma mola calibrada denomina-se dinamômetro.
Metodologia:
Para a realização da experiência foram utilizados os seguintes materiais do kit da mesa do Laboratório de Física Experimental I: base para sustentação da mola, hastes de alumínio, régua de 30cm, blocos de massas 10g, 15g, 20g, 25g e 30g, além de uma mola e um cronômetro digital do celular.
Na parte I, primeiramente foi pendurada a mola em duas hastes de alumínio conectadas formando um “L” apoiada pela base do kit. Veja a ilustração a seguir:
Foi medido o comprimento inicial lO da mola (mola em repouso) e depois foram penduradas massas conhecidas na extremidade livre da mola e anotados as deformações (l = l — lO) que foram medidas com a régua milimetrada, como mostra a figura a seguir:
Foram medidos um total de oito deformações de cinco massas diferentes (sempre tomando o cuidado de não esticar demais a mola para não sair do regime linear).
Os dados foram ajustados na melhor reta utilizando o método dos mínimos quadrados. A partir dos parâmetros da reta foi possível obter a constante k da mola.
Os resultados se encontram no próximo item deste relatório e o gráfico no anexo A.
1
Resultados
 Parte I)
lO medido: 3,4cm
 = l - lO
Tabela com os valores encontrados e calculados:
	Massa (g)
	
	
	
	
	10
	(6,6 - 3,4) = 3,2
	(6,4- 3,4) = 3
	(6,5- 3,4) = 3,1
	3,1
	15
	(7,9 – 3,4) = 4,5
	(8- 3,4) = 4,6
	(8,1- 3,4) = 4,7
	4,6
	20
	(9,8 – 3,4) = 6,4
	(9,6- 3,4) = 6,2
	(9,4- 3,4) = 6
	6,2
	25
	(11 – 3,4) = 7,6
	(11- 3,4) = 7,6
	(11- 3,4) = 7,6
	7,6
	30
	(13,1 – 3,4) = 9,7
	(12,8- 3,4) = 9,4
	(12,5- 3,4) = 9,1
	9,4
Mg = (k)(l-lo)
Mg = k M = M = K’ K’ = 
M
Y = ax + b
 = aM +b b = 0 e a = 
[= L 
[M] = M 
[a] = 
[b] = L 
a = = 
b = 
Y = 0,312x – 0,06cm
K’ = 1/a
K’ = 3,205 
O gráfico M x 
Conclusão
A partir dos dados e das contas, foi possível achar a constante K’ pelo método estático.
De acordo com os dados, o método estático foi bem eficiente para o seu propósito, com menos variáveis que pudessem comprometer os resultados, pois só era preciso medir a deformação da mola, com isso tendo menos erros oriundos de outros fatores como reflexos, cronômetros.