Molas espirais

Molas Helicoidais

Objetivos: Verificação experimental da Lei de Hooke. Estudo da variação da constante elástica com as dimensões da mola e determinação do módulo de rigidez do material.

Preparação: O aluno deverá ler as páginas de 59 a 63 da apostila da disciplina de laboratório de física A e também algum livro ou site que contenha explicação sobre a Lei de Hooke. Deverá elaborar a introdução do relatório que deve conter o objetivo/motivação da realização do experimento, bem como a descrição teórica da força elástica e dependência da constante elástica em termos dos parâmetros geométricos da mola.

Procedimento: Para a realização do experimento serão usadas duas molas de constante elástica desconhecida, que denotaremos de MOLA 1 e MOLA 2. Um esquema da montagem experimental segue abaixo:

[pic 1]

Figura 1: Esquema de montagem do experimento de molas helicoidais.

As nossas medidas no laboratório serão:

1. Contar o número de espiras de cada mola:

N1 = ________________________________ e N2 = ________________________________.

1. Medir o diâmetro interno das espiras com uso do paquímetro:

D1 = ________________________________ e D2 = ________________________________.

1. Medir o diâmetro do fio com uso do micrômetro:

d1 = ________________________________ e d2 = ________________________________.

1. Medir o comprimento da mola na posição de equilíbrio:

L01 = ________________________________ e L02 = ________________________________.

1. Usar seis massas diferentes (m), colocadas na extremidade da mola, e medir o comprimento final L da mola para cada massa. Note que na tabela  é a incerteza na massa e  é a incerteza no comprimento.[pic 2][pic 3]

---

ANEXOS

Tabela 1: Medições usando a mola 1.

Medida	m [g]	Δm [g]	L [mm]	ΔL [mm]
1
2
3
4
5
6

Tabela 2: Medições usando a mola 2.

Medida	m [g]	Δm [g]	L [mm]	ΔL [mm]
1
2
3
4
5
6

---

Análise:

1. Apresentar as tabelas de dados brutos coletados (Tabela 1 e Tabela 2).

1. Apresentar as tabelas 3 e 4 para confecção dos gráficos. Nas tabelas, temos que:

 e que . Use .[pic 4][pic 5][pic 6]

Tabela 3: Pontos usados para confecção do gráfico 1 F vs x para os dados da mola 1.

Medida	F [N]	ΔF [N]	x [m]	Δx [m]
1
2
3
4
5
6

Tabela 4: Pontos usados para confecção do gráfico 2 F vs x para os dados da mola 2.

Medida	F [N]	ΔF [N]	x [m]	Δx [m]
1
2
3
4
5
6

1. Obter, pelo método de mínimos quadrados, os coeficientes angulares e lineares dos dois gráficos, com o respectivo erro associado a estes parâmetros e escrever a equação de regressão linear.

1. Identificar o valor da constante elástica de cada mola (K1 e K2) com o respectivo erro.

1. Calcular o módulo de rigidez de cada mola (µ1 e µ2) com o respectivo erro. Baseado neste módulo de rigidez determinar o material do qual as molas são feitas.

...