DETERMINAÇÃO DE UMA CONSTANTE ELÁSTICA DE UMA MOLA

DETERMINAÇÃO DE UMA CONSTANTE ELÁSTICA DE UMA MOLA

Erida Maroto Santos¹; Gleyciane Aparecida Fabian²; Pamella de Souza ³;Victor Hugo Barros Borralho4

¹ – Graduandos do curso de Engenharia Civil da Universidade de Cuiabá

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² Prof. Dr. Jonathan Willian Zangeski Novais

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 RESUMO: Este artigo tem como embasamento relatar o estudo das deformações advindas de teoria da resistência dos materiais, bem como verificação das relações entre a força e a deformação, através de diversas associações para simular deformações na mola. Para tanto e necessário o conhecimento da Lei de Hooke e módulo de elasticidade.Com base nisso, foi realizada, no dia vinte e um de Setembro do corrente ano, uma aula prática no laboratório de Engenharia Civil da Universidade de Cuiabá Mato Grosso(Campus-Barão ) na qual, os discentes foram responsáveis pela simulação de diversas associações no experimento .De posse destes dados, são discutidos a seguir, com embasamento teórico, os resultados obtidos ,perante os métodos que foram utilizados, e as conclusões que o  grupo obteve.

Palavras-chave: Força, Deformações, Lei de Hooke .

ABSTRACT: This article has as base to report the study of the deformations coming from the theory of the resistance of the materials, as well as the selection of the relations between a force and a series, through several associations to simulate deformations in the spring. On the basis of this, a practical non-laboratory class of Civil Engineering of the University of Cuiabá Mato Grosso (Campus-Barão) was carried out without a production day of September which, the students were proved by simulation of several associations without experiment. Based on these data, the theoretical results are discussed below, based on the methods used, and the conclusions obtained by the group.

Keywords: Strength, Deformations, Hooke's Law.

INTRODUÇÃO

  Todo corpo sofre deformações quando se e submetido a uma força , um tipo de  deformação se referindo a uma mola pode se dizer deformação elástica , sendo uma deformação tendendo a um alongamento. Quando o esforço e interrompido aquele que provocou o alongamento a mola por exemplo  volta ao seu comprimento inicial.

     A mola por se tratar de um objeto flexível a mesma da um impulso ou resistência a qualquer peça, amortecendo embates, prender um objeto, distendida ou comprimida.

         Robert Hooke (1635-1703) foi um importante filósofo natural que deu contribuições a diversas áreas do conhecimento. Edward Andrade o considerava “Provavelmente o homem mais inventivo que já viveu até hoje, e um dos mais hábeis experimentadores” (Andrade, 1950, p. 153). 

         A lei de Hooke da elasticidade indica que a deformação sofrida pela mola é diretamente proporcional à força usada para deformá-la.

     Os experimentos foram realizados pelos discentes de Engenharia Ambiental da  Universidade de Cuiabá-MT, campus –Barão.

     O objetivo  do estudo foi analisar  a relação entre força e deformação, em diversas simulações feitas através do experimento na mola, bem como determinar uma constante elástica para a mesma pela determinação direta do coeficiente entre a força aplicada à mola e seu alongamento.

FUNDAMENTAÇÃO TEORICA

Todos os corpos estão sob ação de uma força de tração ou de compressão deformam-se, uns mais, outros menos. Ao se aplicar uma força 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 aplicada 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 uma elongação x na mola. Na presente situação considera-se que a massa da mola seja muito menor do que a massa presa a sua extremidade, ou seja, a massa da mola será desprezável, comparada com m. Uma mola ao sofrer deformações acumula energia potencial elástica. Esta energia possui uma força associada que é chamada força restauradora, ou força elástica, que é proporcional ao deslocamento da posição de equilíbrio. Esta força é dada por (HALLIDAY et al.,1996):         

F = - k . x                                     (Equação 01)

Em que:

F = força elástica
K = constante elástica
x = deformação ou alongamento do meio elástico

 

Essa equação se descreve a lei de Hooke. No equilíbrio as únicas forças que atuam são a força elástica, equação (1), e a força peso, equação (2) (Ramalho et al.,2003).

P = m . g                                    (Equação 02)

Quando a massa é acoplada a mola, ela sofre uma deformação x, tal que as únicas forças atuantes, equação (1) e (2), se igualam, resultando na seguinte relação:

X = m.g / k                                    (Equação 03)

MATERIAS E METODOS

Materiais

-Painel Multiuso;

-Dinamômetro;

-Pesos (Massas grossas 0,5 N / Massas finas 0,25);

-Três molas helicoidais;

-Três parafusos;

-Régua Milimetrada;

-Gancho móvel;

-Gancho com três extremidades;

-Uma folha de caderno.

                                            Figura 01 e 02: Materiais utilizados[pic 1]

[pic 2]

                                                               Fonte: Elaborado pelos autores

Metodologia

Nesse relatório  estão  as tabelas, gráficos e resultados obtidos no experimento.