Relatório 1 Associação de Molas

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Sistema Massa Mola 
Prática 1 – 28/03/2018
Centro Universitário Senai Cimatec, Engenharia de Produção, 3º semestre 
Angelo Andréz Conceição Leal; Cleivanete Francisca Santos; Jardel Senna Barbosa; Gabriel José Azevedo Correia.
Entregue ao professor Dion Ribeiro da disciplina Física A Prática
1 - Resumo
Neste relatório será utilizado conceitos da Física para compreensão do Sistema Massa-Mola, correlacionando com modelos matemáticos e físicos preestabelecidos e fundamentados pela segunda Lei de Newton, e da Lei de Hooke, com o objetivo de determinar a constante elástica de uma mola através das medidas e análises efetuadas.
2 - Introdução
Para a compreensão do experimento realizado é indispensável o alinhamento da teoria com a prática. Assim, faz-se necessário o uso da Segunda Lei de Newton, e da Lei de Hooke para o embasamento teórico do relatório.
Quando um corpo está sobre ação de uma força e a mesma é proporcional ao deslocamento em relação a posição de equilíbrio, diz-se que esse corpo realizou um Movimento Harmônico Simples(MHS). Esse é descrevido como um movimento periódico, cíclico ou oscilatório (como no caso desse experimento, uma vez que o objetivo é um sistema massa-mola) que pode ser observado em qualquer sistema em equilíbrio estático que subitamente tem essa situação modificada.
Fig. 1 – Sistema Massa-Mola na vertical
Fonte: Ebah
 Posto que todos os corpos sobre a ação de uma força deformam-se, uns mais, outros menos. No caso de uma mola helicoidal, ao aplicar uma força ao longo de seu eixo, ela será alongada. Se após a aplicação dessa força, ela retornar ao seu estado inicial, diz-se que a deformação é elástica e, caso ocorra uma deformação permanente denomina-se deformação plástica. No sistema massa-mola vertical trata-se de um corpo de massa m preso a extremidade de uma mola cuja outra extremidade se encontra fixada em um ponto fixo(uma parafuso por exemplo), a partir do momento em que a força peso(massa do corpo) age, o comprimento da mola sofre uma variação e a mola reage com uma força denominada força elástica. Portanto, pela lei de Hooke temos:
Kd = m.g
Onde k é a constante elástica da mola e d a variação do comprimento.
3 - Materiais e Métodos
Essa prática teve como objetivo determinar a constante elástica de uma mola (constante de Hooke) estaticamente e dinamicamente utilizando instrumentos e montagem simples.
MATÉRIAIS UTILIZADOS NA PRIMEIRA PRÁTICA:
1 quadro de apoio
1 balança de precisão que registra décimos de grama
1 régua dividida em milímetros
4 pesos de bronze e distintos
1 suporte para pesos
1 mola de aço
Primeiramente, utilizou-se a balança de precisão para determinar as massas dos quatro pesos de bronze (M1, M2, M3 e M4) utilizados no decorrer do experimento, e que posteriormente foram somados a massa do suporte para pesos. Em seguida, utilizando o quadro de apoio contendo a mola fixada na extremidade superior, a mola foi medida em seu equilíbrio estático sem nenhuma força agindo sobre a mesma. 
Logo após, com o auxílio do suporte para peso preso a mola, foram acopladas as massas m em 9 combinações diferentes para verificação da variação do comprimento da mola d com o objetivo de obter a sua constante dada pela equação:
,
Onde x = m, y = d, A = e B=0. Sendo m nossa variável independente e d nossa variável dependente.
Para calcular o valor de A e B (onde A corresponde ao coeficiente angular e B ao coeficiente linear) utilizou-se o método dos mínimos quadrados (MMQ) na tentativa de encontrar o melhor ajuste para o conjunto de dados obtidos a partir de todas as aferições durante o experimento.
 e
 
4 - Resultados e Discussão
Neste experimento determinou-se a constante elástica da mola pera oscilação massa mola conforme a sessão anterior, tendo a mola 11,3 cm. Para confiabilidade dos dados realizou-se 9 medidas diferentes com diferentes combinações das massas dos pesos (Tabela 1).
Tabela 1. Massa dos pesos e descolamento da mola
	
ID
	Massa dos pesos + suporte para pesos (g)
	Deslocamento ∆d(cm)
	P1
	29,61
	0,9
	P2
	30,00
	1,0
	P3
	56,90
	1,9
	P4
	56,88
	2,0
	P(3,4)
	106,78
	3,4
	P(1,2)
	52,61
	1,7
	P(1,3)
	79,51
	2,7
	P(1,2,3)
	102,49
	3,2
	P(1,2,3,4)
	152,39
	5,1
 
 Na tabela 1 observou-se que a medida que a massa aumenta, a deformação da mola aumenta proporcionalmente. A variação média da massa foi de ≈ 40,18 g, sucedendo um deslocamento em relação a massa com variação de ≈ 1,33 cm nos seus resultados.
Gráfico1. Deslocamento Massa-Mola
Utilizou-se o método dos mínimos quadrados (conforme a sessão anterior) para a obtenção do dos dados utilizados no gráfico 1 assim como sua reta (y = 0,3299x – 0,0233). 
Estando em condição de equilíbrio onde a força elástica é igualada a força peso, ou seja, a massa m encontra-se em equilíbrio com o deslocamento x, obteve-se a constante de elasticidade da mola através da equação Kd = m.g e suas manipulações algébricas mostrada anteriormente (Fig. 2). 
Seu coeficiente linear A corresponde a , sendo g a gravidade do planeta Terra, já conhecida e que vale aproximadamente 9,81 m/s²:
A partir daí, obteve-se a constante de elasticidade da mola utilizada nos experimentos de ≈ 297,36 N/m.
5- Conclusão
 Neste relatório foram apresentados resultados do estudo realizado durante a prática 1 do sistema massa-mola para a verificação da Lei de Hooke. Concluiu-se que existe uma relação linear entre a massa e o deslocamento e que elas são grandezas proporcionais.
É importante salientar que, fatores como tempo de uso da mola, que já foi usada outras vezes, podem ter causado alterações no valor da constante elástica obtida. 
 5- Referências Bibliográficas
VERISIMO, Y. Relatório de Física Experimental - MHS de um sistema massa-mola. Universidade Federal de Campina Grande. Disponível em: < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe2YUAB/relatorio-fisica-experimental-mhs-sistema-massa-mola#>. Acesso em 29 de março de 2018.
CARVALHO, C.L. e ZADOROSNY, R. - Apostila da Disciplina Laboratório de Fisica I, Ilha Solteira – SP, 2012.
RAMALHO, F. J.; FERRARO, N. G.; SOARES, P. A. T. Os Fundamentos da Física . São Paulo: Moderna, pp.1-300,2003.
CORRADI, WAGNER; DIAS TÁRSIA, RODRIGO; BALZUWEIT, KARLA; LUIZ ARAÚJO, S.; NEMES, MARIA CAROLINA. Fundamentos de Física I. – Belo Horizonte : Editora UFMG, 2010
SALVADOR-BA
30 DE MARÇO DE 2018