Modelo de Relatório - Física (1)

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA 
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
Edmar Marcos Moura de Souza
LEI DE HOOKE
Barra Mansa
2020
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA 
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
Edmar Marcos Moura de Souza
LEI DE HOOKE
	
	Relatório apresentado como requisito parcial de avaliação da disciplina “Física 1” do Curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário de Barra Mansa, sob orientação da Professora Dra. Bárbara Louise Lemos Drumond Silva.
BARRA MANSA
2020
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	1
2. MATERIAIS E MÉTODOS	2
2.1. Materiais	2
2.2. Metodologia	2
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO	3
4. CONCLUSÃO	4
REFERÊNCIAS	5
1. INTRODUÇÃO
Todos os corpos sob ação de uma força de tração ou de compressão deformam, uns mais, outros menos. Ao aplicarmos uma força externa em uma mola helicoidal, ao longo de seu eixo, ela será alongada ou comprimida. Se, ao cessar a atuação da força externa, a mola recuperar a sua forma e tamanho originais, diz-se que a deformação é elástica. Em geral, existem limites de força a partir dos quais acontece uma deformação permanente, sendo denominada região de deformação plástica. Dentro do limite elástico há uma relação linear entre a força externa paliçada e a deformação. É o caso de uma mola helicoidal pendurada por uma de suas extremidades enquanto que a outra sustenta um corpo de massa m, provocando um Comprimento X na mola. Na presente situação considera-se que a massa da mola seja muito menos do que a massa presa a sua extremidade, ou seja, a massa da mola será desprezível comparada com m.
Um sistema massa-mola é constituído por uma massa prendida a uma mola que se encontra fixa em um suporte. A deformação da mola é proporcional a força aplicada para comprimir e/ou esticar a mola, a qual é dada pela lei de Hooke: A intensidade da força elástica (Fel) é proporcional á deformação (X):
F= - k . x
Onde:
F é a força aplica;
X é a deformação pela mola;
K é a constante elástica da mola.
O sinal negativo na equação acima indica que a força exercida pela mola tem sempre o sentido oposto do deslocamento da sua extremidade livre. A constante elástica da mola depende de suas características físicas, de ser mais ou menos rígida e a unida é constante é Newton por metro (N/m)
Os objetivos desse experimento é determinar às forças elásticas, a incerteza da força medida, a energia potencial e a incerteza da energia associadas às processos de medições, desta forma o grupo irá realizar com uma régua as medições o comprimento x da força aplica da sobre a mola para cada tipo de m massas diferentes acrescentando também a massa do gancho que esta acentuada na extremidade livre da mola onde são colocados os diferentes tipos de massas atribuídos que resultam na força aplicada. Com os dados obtidos e escritos no caderno de laboratório, o grupo irá realizar a construção de gráficos de diferentes escalas, com os mesmos dados obtido vãos ser utilizados nas equações para encontrar os resultados.
1.1 Objetivo
Estudar a elongação da mola conforme a adição de pesos. Observar o comportamento das molas em paralelo e em série. Usar a lei de Hooke para calcular a força elástica.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Materiais
• Peso inicial 23g;
• 4 Pesos 50g;
• Suporte indicador;
• Gancho;
• 3 Molas;
2.2. Metodologia
FASE 1
· MONTAGEM DO EXPERIMENTO
Posicione a mola 1 na base de ensaio. Mova o suporte indicador para a mola que se encontra na base. Posicione o ganho no suporte indicador. Insira o peso de 23 gramas no gancho e verifique a deformação inicial.
· GERANDO DEFORMAÇÃO “Xn” NA MOLA
Posicione os pesos de 50 gramas no ganho e verifique a deformação que o peso gerou na mola. Insira cada um dos outros pesos simultaneamente, anotando na tabela 1 a deformação da mola gerada pelo acréscimo de cada peso.
· DESMONTANDO O EXPERIMENTO
Retire cada um dos pesos no ganho e posicionando-os na bancada. Retire o gancho e o suporte indicador. Retire a mola da base de ensaio.
· CALCULANDO A CONSTANTE ELÁSTICA DA MOLA
Siga para a seção de “Avaliação dos Resultados” e encontre a constante elástica da mola M1.
· REPETINDO O EXPERIMENTO COM AS MOLAS RESTANTES
Repita os passos de 1 a 4 para as molas restantes M2 e M3. Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi observado neste experimento.
· FASE 2 – ASSOCIAÇÃO DE MOLAS EM SÉRIE
· MONTAGEM DO EXPERIMENTO
Posicione a mola 1 na base de ensaio. Em seguida, posicione a mola 2 na mola previamente posicionada na base. Mova o suporte indicador para a mola 2. Posicione o ganho no suporte indicador. Insira o peso de 23 gramas no gancho e verifique a deformação inicial.
· GERANDO DEFORMAÇÃO NAS MOLAS “Xn”
Posicione os pesos de 50 gramas no ganho e verifique a deformação que o peso gerou na mola. Insira cada um dos outros pesos simultaneamente, anotando na tabela 2 a deformação da mola gerada pelo acréscimo de cada peso.
· DESMONTANDO O EXPERIMENTO
Retire cada um dos pesos no ganho e posicionando-os na bancada. Retire o gancho e o suporte indicador. Retire as molas da base de ensaio.
· CALCULANDO A CONSTANTE ELÁSTICA DE MOLAS ASSOCIADAS EM SÉRIE
Siga para a seção de “Avaliação dos Resultados” e encontre a constante elástica do conjunto de molas (M1 e M2) associadas em série.
· REPETINDO O EXPERIMENTO COM AS MOLAS RESTANTES
Repita os passos de 6 a 9 para as seguintes associações (M2 e M1); (M1 e M3); (M3 e M1); (M2 e M3) e (M3 e M2). Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi observado neste experimento.
· FASE 3 – ASSOCIAÇÃO DE MOLAS EM PARALELO
· MONTAGEM DO EXPERIMENTO
Posicione a mola 1 na base de ensaio. Em seguida, posicione a mola 2 na base de ensaio. Mova o suporte indicador para o conjunto de molas. Posicione o ganho no suporte indicador. Insira o peso de 23 gramas no gancho e verifique a deformação inicial.
· GERANDO DEFORMAÇÃO NAS MOLAS “Xn”
Posicione os pesos de 50 gramas no ganho e verifique a deformação que o peso gerou na mola. Insira cada um dos outros pesos simultaneamente, anotando na tabela 3 a deformação da mola gerada pelo acréscimo de cada peso.
· DESMONTANDO O EXPERIMENTO
Retire cada um dos pesos no ganho e posicionando-os na bancada. Retire o gancho e o suporte indicador. Retire as molas da base de ensaio.
· CALCULANDO A CONSTANTE ELÁSTICA DE MOLAS ASSOCIADAS EM PARALELO
Siga para a seção de “Avaliação dos Resultados” e encontre a constante elástica do conjunto de molas (M1 e M2) associadas em paralelo.
· REPETINDO O EXPERIMENTO COM AS MOLAS RESTANTES
Repita os passos de 6 a 9 para as seguintes associações (M2 e M1); (M1 e M3); (M3 e M1); (M2 e M3) e (M3 e M2). Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi observado neste experimento.
· MONTAGEM DO EXPERIMENTO
Posicione a mola 1 na base de ensaio. Em seguida, posicione as molas 2 e 3 na base de ensaio. Mova o suporte indicador para o conjunto de molas. Posicione o ganho no suporte indicador. Insira o peso de 23 gramas no gancho e verifique a deformação inicial.
· GERANDO DEFORMAÇÃO NAS MOLAS “Xn” 
Posicione os pesos de 50 gramas no ganho e verifique a deformação que o peso gerou na mola. Insira cada um dos outros pesos simultaneamente, anotando na tabela 4 a deformação da mola gerada pelo acréscimo de cada peso.
· DESMONTANDO O EXPERIMENTO
Retire cada um dos pesos no ganho e posicionando-os na bancada. Retire o gancho e o suporte indicador. Retire as molas da base de ensaio.
· CALCULANDO A CONSTANTE ELÁSTICA DE MOLAS ASSOCIADAS EM PARALELO
Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi observado neste experimento. Encontre a constante elástica do conjunto de molas (M1, M2 e M3) associadas em paralelo.
· ANALISANDO OS RESULTADOS
Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi observado neste experimento. Encontre a constanteelástica do conjunto de molas (M1, M2 e M3) associadas em paralelo.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A partir dos registros, foi preenchido uma tabela de dados acrescentando as informações:
deformação (∆X) Força (N) e constante elástica (K - N/m) e sua média, conforme a tabela a seguir:
A partir da tabela de dados acima, observa-se que para cada mola há um valor diferente nos resultados de sua deformação, além disso, com as diferentes massas, nota-se, conforme demonstrado nos gráficos abaixo, o quanto as molas resistem a deformação:
As constantes elásticas das molas 01, 02, e 03 são diferentes, sendo que a segunda mola possui a maior constante K, com uma média de 38,585 /m, e a mola 01 o menor valor sendo ele 30,410 N/m. A constante elástica de uma mola mede a sua rigidez, o quanto de força é necessário aplicar sobre a mola, para que ela se deforme. Quanto maior a constante elástica, mais força será necessária aplicar sobre ela.
4. CONCLUSÃO
O experimento referente à lei de hooke, que demonstra a o deslocamento de uma mola sem nenhum peso na sua posição inicial e com o colocar dos pesos começa a ter o deslocamento, nos afirma que uma mola em um repouso não haverá força elástica exercida que será nula e a sua energia potencial será nula, agora a partir do momento em que a mola começa a ter variação do seu deslocamento referente a sua posição inicial começar a exercia uma força contraria ao deslocamento essa força elástica da mola e com ela vai ter a presença de uma energia potencial elástica para as duas molas do experimento, foram obtidos os resultados experimentais com estes resultados através das equações citadas no relatório obtivemos as forças elástica com este resultados
Através dos resultados estatísticos, foi possível sistematizar e obtiver os gráficos de diferentes escalas para cada tipo de gráfico.
REFERÊNCIAS
· HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. – “Fundamentos de Física 2” –
São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora, 4ª edição.
· MARQUES, FRANCISCO DE CHAGAS, “Física Mecânica” Manoel Ltda (2016)