CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE BOM JESUS DA LAPA

[pic 1]

UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA

CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE BOM JESUS DA LAPA

LUCAS SANTOS MATOS

RAFAEL SOUZA BARBOSA

VICTOR LUJAN MACERLINO

EXPERIMENTO II - A LEI DE HOOKE (FORÇA ELÁSTICA)

BOM JESUS DA LAPA - BAHIA

2018

---

LUCAS SANTOS MATOS

RAFAEL SOUZA BARBOSA

VICTOR LUJAN MACERLINO

EXPERIMENTO II - A LEI DE HOOKE (FORÇA ELÁSTICA)

Trabalho apresentado à disciplina de Física Experimental I, do curso de Engenharia Mecânica, como parte da avaliação referente ao semestre em questão.

Professor (a): Prof. Adelmo Saturnino.

BOM JESUS DA LAPA

2018

---

1. Introdução

Na ciência, a engenharia é a área que mais precisa estudar as leis e o comportamento, para assim, conseguir descrever a natureza das coisas, calcular o destino de um objeto e até mesmo prever certos resultados. Ao longo do curso, o engenheiro tem que se capacitar para possibilitar o manuseio ou conseguir trabalhar com vários materiais que são essenciais para o entendimento da funcionalidade dos mecanismos modernos, um destes materiais que é necessário compreender é a mola.

Para entendermos este material, a mola, analisaremos a partir da lei de Hooke (ou Lei da Constante Elástica) dita como uma força de restituição, isto é, ela sempre é oposta à deformação x causada no corpo em questão, para isso, é preciso ter em mente que uma mola é um objeto que pode ser deformado por uma força exercida sobre este material e que volta a sua forma original quando essa força não está mais atuando.

A lei de Hooke é extremamente essencial para trabalhar com objetos que possuem elasticidade, pois ela consegue descrever o que ocorre e nos dar uma equação que relaciona a deformação da mola com a força aplicada sobre o objeto.
Neste experimento procuramos aplicar a lei de Hooke e chegar a cada objetivo citado logo abaixo.[pic 2]

Fórmula da lei de Hooke:

F está em Newton, segundo o SI;
K = constante, no SI é medido em Newton/metro;

 [pic 3]Está em metros.

[pic 4]

2. Objetivos

• Compreender a Lei de Hooke.
• Verificar experimentalmente a relação da força peso com a distensão da mola.
• Determinar a constante da mola, a partir da lei de Hooke.

3. Materiais auxiliares

• Mola
• Suporte para apoio[pic 5]
• Escala graduada
• 4 Anilhas de 20g cada
• Suporte para anilhas

4. Procedimentos Experimentais

1. Encaixar a mola no suporte para apoio de maneira que a posição de tal fique invariável.
2. Regular a escala graduada para afim de que se tenha uma leitura consideravelmente aproximada da exatidão.
3. Pendurar o suporte para anilhas na mola e anotar a medida inicial (m0).
   Colocar um anilha de 20g anotar m1 (verificar por três óticas diferentes).
4. Repetir o procedimento por mais três vezes (em cada vez acrescentar uma anilha de 20g).

5. Metodologia

 Foram utilizadas ferramentas matemáticas, tais como: cálculo de desvio padrão (σ=  ), desvio padrão de média (σA= ), incerteza combinada (σC= )  e por fim , ferramentas técnicas (Scidavis e Microsoft Word).[pic 6][pic 7][pic 8]

---

6. Tabela de Dados

Tabela – Dados coletados para experiência da lei de Hooke

[pic 9]

7. Passo a passo para realização dos cálculos

A partir das medidas obtidas e a média dos mesmos:

i. A princípio, deve-se obter o desvio padrão da medida, que é dada pela fórmula:

σ=  [pic 10]

σ=  [pic 11]

ii. Logo, obtenha o desvio padrão da média, que é dada pela fórmula:

σA= [pic 12]

σA= [pic 13]

iii. A seguir a incerteza combinada, que é dada pela fórmula:

σC= [pic 14]

σC= [pic 15]

iv. O último passo é a propagação da incerteza, que é dada pela fórmula:

σ∆x= [pic 16]

σ∆x= [pic 17]

7.1 Cálculos

Massa 1= 0,020 kg

 σb= 0,0005 m

Medida 1= 0,014 m

Medida 2= 0,014 m

Medida 3= 0,013 m

= 0,0136666667 m[pic 18]

FORÇA NEWTONEANA

F= m.a → F = 0,02 kg . 9,81 m/s2 → F= 0,1962 N

DESVIO PADRÃO DA MEDIDA

σ=  [pic 19]

σ=  [pic 20]

σ= → σ= 0,0005773504 m[pic 21]

DESVIO PADRÃO DA MÉDIA

σA= [pic 22]

σA=  → σA= 0,0003333334 m → σA= 0,0003 m[pic 23]

INCERTEZA COMBINADA

σC = [pic 24]

σC=  → σC= 0,0005830951 → σC= 0,0006 m[pic 25]

PROPAGAÇÃO DA INCERTEZA

σ∆x= [pic 26]

σ∆x= [pic 27]

σ∆x= 0,0007810249 → σ∆x= 0,0008 m

Massa 2= 0,040 kg

σB= 0,0005 m

Medida 1= 0,025 m

Medida 2= 0,025 m

Medida 3= 0,025 m

= 0,025 m[pic 28]

FORÇA NEWTONEANA

F= m.a → F = 0,04 kg . 9,81 m/s2 → F= 0,3924 N

DESVIO PADRÃO DA MEDIDA

σ=  [pic 29]

σ=  [pic 30]