Coeficiente de Elasticidade de Molas

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Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
Unidade Acadêmica de Física - UAF
 Física Experimental I - T12
EXPERIMENTO
 COEFICIENTE DE ELASTICIDADE DE MOLAS
Aluna: Flávia Medeiros Melo
Professor: Alexandre José de Almeida Gama
Campina Grande
Agosto de 2021
Sumário
Lista de figuras -----------------------------------------------------------------------------------------3
Lista de tabelas ----------------------------------------------------------------------------------------4
1.0 Introdução ------------------------------------------------------------------------------------------5
 1.1 Objetivo-------------------------------------------------------------------------------------—5
 1.2 Material utilizado-----------------------------------------------------------------------------5
2.0 Procedimento e análises -------------------------------------------------------------------—-6
3.0 Conclusão -------------------------------------------------------------------------------------------8
4.0 Referências bibliográficas -------------------------------------------------------------------—9
Lista de figuras
Figura I: Situações variadas de uma mola ------------------------------------------------------5
Lista de tabelas
Tabela I: Relação P(x) -------------------------------------------------------------------6
1.0 Introdução
A mola é um objeto que pode ser deformado por uma força e que volta a sua forma original quando essa força é removida. A deformação de uma mola através de uma força externa, é seguida por uma força restauradora elástica na mesma direção e sentido oposto da força externa inicial. A força elástica varia de acordo com o tamanho da deformação sofrida pela mesma. Essa definição é estabelecida pela Lei de Hooke.
Fel=-kx
Fel – força elástica (N)
k – constante elástica (N/m)
x – deformação da mola (m)
· O sinal negativo (-) indica o sinal oposto da força;
A força necessária para que haja a deformação, também conhecida como rigidez da mola é medida pela constante elástica. A relação entre a constante e a força necessária para a deformação é diretamente proporcional, ou seja, quanto maior for a constante, mais difícil é a deformação da mola.
Figura 1: Situações variadas de uma mola
1.1 Objetivos
Este experimento tem como objetivo observar o comportamento de uma mola, analisar as forças responsáveis pela sua deformação e determinar os parâmetros de estudo através do gráfico gerado pelo labfit.
1.2 Material utilizado
· Suporte físico
· Mola
· Bandeja
2.0 Procedimentos e análise
Para realizar este experimento, o primeiro passo é colocar uma mola vertical no suporte físico, e em seguida acrescentar em sua extremidade um peso qualquer, nesse caso foi utilizada a bandeja, para que com esse peso a mais, outra força fosse exercida na mola, causando uma deformação.
Após repetir essa ação por 7 vezes, aumentando 15gf a cada vez, obteve-se o seguinte resultado:
Tabela I: Relação P(x)
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	P(gf)
	15,0
	30,0
	45,0
	60,0
	75,0
	90,0
	105,0
	X(cm)
	6,5
	12,5
	19,5
	26,2
	31,5
	39,0
	45,5
Ao fim da elongação ocorrida na mola, pode-se afirmar que existem 3 forças nesse sistema. A força 1, causada pela variação de tamanho da mola, que ocorre após o aumento do peso, a força 2, que ocorre devido a bandeja com os pesos na extremidade da mola, e que tem o mesmo sentido que a força 1, e a força 3, com sentido oposto, resultado da interação da mola com a bandeja.
Isso ocorre porque a lei de Ação e Reação afirma que ao se tratar do mesmo corpo, haverá sempre uma força de ação e reação com mesmo módulo e direção, mas com sentidos opostos. Nesse caso, a força de reação é na mola, o que a faz “esticar” no sentido oposto ao da força aplicada da mola na bandeja.
A análise dos resultados da tabela gera o seguinte gráfico:
Utilizando o primeiro modelo matemático:
Y1=aX+b : 15=6,5a+b
Y2=aX+b : 30=12,5a+b
Utilizando o segundo modelo matemático:
Y1=aX : 15=6,5a
Y2=aX : 30=12,5a
Continuação utilizando o primeiro modelo:
· Coeficiente angular (A): 2,5
· Coeficiente linear (B): 1,25
· Sigma (A) = 0,4191960896780E-01
· Sigma (B) = 0,1211395882942E+01
Parâmetros ajustados:
· A=(0,4±2,5)
· B=(0,12±1,25)
3.0 Conclusão
Sendo assim, é possível concluir que o coeficiente de elasticidade(k) de uma mola depende de outros fatores, e apresenta uma relação diretamente proporcional, ou seja, quanto maior for o k, maior a dificuldade em acontecer a deformação. Ademais, a unidade de medida do do parâmetro físico é unidade de força/ cm.
 O experimento e a análise através de dois modelos matemáticos permite afirmar que a relação entre P e x gera um gráfico da função afim, definida por Y(x)=aX+b. Além disso, comparando os dois modelos matemáticos de equação afim, Y=aX+b e Y=ax, é possível afirmar que o primeiro método é mais seguro e possui uma probabilidade de erro menor, tendo em vista que garante uma precisão maior. Por ser uma função afim, P e x são diretamente proporcionais.
Outra conclusão possível é a de que a Terceira Lei de Newton ( lei da Ação e Reação) estará sempre presente nos movimentos da mola, e isso permite que seus movimentos aconteçam.
4.0 Referências bibliográficas
 Helerbrock,Rafael. “Lei de Hooke”. Brasil Escola. Disponível em: https://www.google.com.br/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/fisica/lei-de-hooke.htm. Acesso em 15 de agosto de 2021.