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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO DO SUL Gean Figueiredo da Cruz Maria Júlia Nogueira Henrique Teixeira Matheus de Souza Teixeira RELATÓRIO – Relatório referente ao laboratório de física 1 T05, sob orientação do Professor Edson Bodas para o curso de Engenharia civil da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul. UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO DO SUL CAMPO GRANDE – MS 2021 Introdução Sob a ação de uma força de tração ou de compressão, todo objeto deforma-se. Se o corpo recuperar sua forma original depois de a força parar de atuar podemos dizer que a deformação é elástica. Em geral, a deformação elástica ocorre até certo valor de força. Além dessa, o corpo se deforma permanentemente. Dentro do limite elástico, há uma relação linear entre a força aplicada e a deformação. Essa relação é expressa através da Lei de Hooke. Podemos observar essa relação através de um sistema massa-mola. A figura 1a mostra uma mola, de massa desprezível, pendurada por uma de suas extremidades. Quando penduramos na outra extremidade uma massa m a mola sofre um alongamento x. A força F aplicada na mola é o peso do corpo e, dentro do limite elástico, tem-se que 𝐹 = 𝑚𝑔 = 𝑘𝑥, (1) em que (𝐹) é o módulo da força e (𝑘) é a constante de proporcionalidade que depende das características da mola (comprimento, material, diâmetro do fio, etc.). A constante (𝑘) também é conhecida como constante elástica da mola. Parte experimental Objetivos - Determinar a constante elástica da mola e verificar lei de Hook. Material Utilizado - Simulação Phet: Mola, objetos de massa (𝑚), e régua milimetrada. Procedimentos - O experimento consiste em aplicar diferentes forças (através da variação da massa) a uma mola em posição vertical e medir os alongamentos produzidos. - Suspenda a mola e pendure um suporte para as massas em sua extremidade livre. Defina um ponto de referência no suporte e anote o valor indicado na régua para essa posição 𝑥0. - Varie o valor das massas gradativamente e meça o valor do alongamento em função da força aplicada. Lembre-se de subtrair do valor medido o valor de 𝑥0. - Faça uma tabela com os valores encontrados igual a mostrada abaixo e coloque em seu relatório. TABELA 1 – Instrumento de medidas INSTRUMENTO ALCANCE PRECISÃO INCERTEZA Régua 100cm 1,0cm 0,5cm Balança 300g 10g 5g - Faça o gráfico de F versus x. Esse gráfico pode ser feito com Excel, Qtiplot, ou até mesmo manualmente em uma folha de papel. (Para maiores informações, consulte a apostila “Construção de Gráficos e Linearização”, disponível nos links interessantes no site do curso). TABELA 2 – Medida do comprimento (x) da mola em função da massa (m) aplicada a extremidade livre da mola. i M(g) X(cm) 1 0 48,0 2 60 59,5 3 90 65,0 4 110 69,0 5 130 73,0 6 150 77,0 7 180 82,5 8 200 86,5 9 230 92,5 10 260 98,5 - Faça a regressão linear, determine os valores dos coeficientes da equação de reta: 𝐹 = 𝐴 + 𝐵𝑥 (2) em que 𝐴 e 𝐵 são coeficientes que definem a mesma. Apresente seus dados em um segundo gráfico que contém os pontos experimentais e a reta obtida da regressão linear. TABELA 3 – Medidas da força (F) exercida pela mola devido à sua deformação x i X(m) F(N) 1 0,115 0,5886 2 0,17 0,8829 3 0,21 1,0791 4 0,25 1,2753 5 0,29 1,4715 6 0,345 1,7658 7 0,385 1,962 8 0,445 2,2563 9 0,505 2,5506 VARIÁVEL INDEPENDENTE VARIÁVEL DEPENDENTE - Obtenha do resultado a regressão linear o valor da constante k. VALOR TEORICO VALOR EXPERIMENTAL DESVIO % A(N) 0 0,0208 0,0208.100 = 2,08 B(N/M) 5,0257 R2% 99% 99,99 0,01 -Vale lei de Hook e K= 5,0257 - Explique a relação entre o coeficiente da mola k e sua rigidez. A constante elástica da mola depende da sua rigidez, então retrata a medida de sua dureza. Se maior for a constante elástica, maior será a dureza. CONCLUSÃO Experimento bem-sucedido, conseguimos verificar a lei de Hook com apenas pequenos erros. BIBLIOGRAFIA https://ava.ufms.br/pluginfile.php/438296/mod_resource/content/2/Constante%20elastica%20de%20molas%20-%20grafico%20linear.pdf https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke#:~:text=A%20Constante%20El%C3%A1stica%20da%20mola,mola%2C%20maior%20ser%C3%A1%20sua%20dureza
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