A Física Experimental Básica: Mecânica

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

ENGENHARIA MECÂNICA

DISCENTES:

VINICIUS ALMEIDA VASSALLI (2022044058)

PEDRO SATI DELLA TORRE (2022044163)

CONSTANTE ELÁSTICA DE MOLAS

Física Experimental Básica: Mecânica

Belo Horizonte

10/10/2022

Introdução

Uma mola, ao sofrer uma força de tração ou de compressão, sofrerá deformação. Existem dois regimes de deformação: o elástico e o plástico. No regime plástico, o objeto se deforma, porém não mantém suas propriedades originais, ou seja, não volta a sua forma inicial. Já no sistema elástico, a mola é deformada, porém retoma a suas propriedades originais, após sofrer a tração ou compressão. No caso de uma deformação elástica, existe uma relação linear entre a força e a deformação, a qual pode ser expressa por uma função afim do tipo Y= Ax +B.

  Ao colocar um objeto pendurado sobre a mola, percebe-se que ela deforma e depois o conjunto mola/ objeto fica em repouso, devido a força elástica possuir mesmo módulo que a força peso, porém sentidos opostos. Dessa forma, é possível denotar a situação descrita, algebricamente, da seguinte maneira: P=- FE;  m.g =- k.x. Na situação descrita anteriormente, k é a constante elástica e x é a deformação. 

  Em uma associação de molas, a constante elástica equivalente é definida de duas formas diferentes, de acordo com o tipo de associação. Em uma associação em série, a constante elástica equivalente é igual a soma dos inversos das constantes elásticas de cada mola: 1/Keq= 1/K1+ 1/K2. Por outro lado, em uma associação em paralelo, a constante elástica equivalente é igual a soma das constantes de cada mola:               Keq= K1+ K2.

Objetivos

Determinar valores para a constante elástica de uma mola e de um conjunto de molas associadas em série e paralelo, a partir de dados de deformação das molas coletados durante o experimento.

Materiais

- Duas molas;

- Balança de precisão;

- Objetos de massa (50 ±1) g;

- Suporte milimetrado;

- Régua milimetrada.

Procedimentos

Com a utilização de uma balança de precisão, foi realizada a medição do peso dos objetos de metal que foram utilizados no experimento, os quais possuíam massa de (50 ±1) g. Após feito isso, com a utilização de um suporte milimetrado, foram feitas as aferições da deformação de uma mola, de acordo com a carga exercida sobre ela. Esse procedimento foi repetido para a associação de molas em série e em paralelo, afim de construir uma tabela para cada um dos casos.

Força mola 1 (N)	Deformação  (m)
0,489	0,21±0,01
0,978	0,42±0,01
1,467	0,63±0,01
1,956	0,85±0,01
2,445	1,07±0,01

• Uma mola

• Duas molas em série

Força molas em série (N)	Deformação  (m)
0,489	0,46±0,01
0,978	0,9±0,01
1,467	1,36±0,01

• Duas molas em paralelo

Força molas em paralelo (N)	Deformação (m)
0,489	0,11±0,01
0,978	0,23±0,01
1,467	0,34±0,01
1,956	0,45±0,01
2,445	0,57±0,01

Depois de realizada a tabela, foi possível elaborar um gráfico da Força Elástica versus a deformação para cada uma das três situações colocadas anteriormente. Com os pontos plotados foi feita sua respectiva linearização, com objetivo de encontrar uma função afim que descrevesse o comportamento do gráfico.