O CURSO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA

CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL

CAMPUS CAMPINA GRANDE

CURSO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL

José Alexandre de Oliveira

José Douglas da Silva Figueiredo

Rayane Karol Pinheiro de Almeida

Ruth Pereira Fernandes

RELATÓRIO – MHS

Campina Grande – PB

2022

1. INTRODUÇÃO

Todo material que é exercida uma força, sofre uma deformação que pode ou não ser observada, a lei de Hooke estuda a força restauradora de um sistema, por exemplo uma mola quando esticada ou contraída, uma borracha ao ser apertada ou torcida, são situações que são fáceis de notar o nível de deformidade, mas quando pressionamos nossas mãos contra parede tanto nossas mãos quanto a parede sofrem deformações, mas é bastante difícil a percepção

Quando a deformação é pequena, esticamos a mola e ela volta a sua forma de origem, dizemos que a mola está no regime elástico, já quando temos grandes deformações, a mola pode ficar permanentemente deformada, chamado de regime plástico. Quando a mola está no regime elástico, podemos estudar sua deformação e sua constante através da lei de Hooke

Para que o experimento seja realizado são necessários duas molas e um suporte para as molas, assim vamos colocando os pesos e medindo sua variação. Os objetivos desse experimento são determinar a constante elástica de uma mola; determinar a constante elástica equivalente de uma combinação de molas em série; determinar a constante elástica equivalente de uma combinação de molas em paralelo; estudar o sistema massa-mola, medindo o período de oscilação; determinando a constante elástica de uma mola através do método dinâmico.

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A constante elástica é caracterizada por uma grandeza escalar onde pode-se medir a rigidez de uma mola através da força que ela sofre para ser deformada. Essa deformação aplicada em um sistema de mola helicoidal é medida pela variação de comprimento da mola, onde considera que a massa que está pendurada seja maior que a constante da mola para que haja uma elongação.

          A energia potencial elástica é igual ao trabalho exercido sobre um corpo, um exemplo dessa energia é quando uma mola sofre deformações. Onde a força restaurada dessa mola é dada proporcionalmente ao deslocamento da posição de equilíbrio (HALLIDAY et al.,1996)

       A força restauradora de uma mola é uma força que faz com que a mola volte ao seu formato original. Essa força pode ser descrita como permanente ou não, isso porque ao ser esticada por um peso maior que o suportado ela pode perder sua forma inicial.  (RAMALHO et al.,2003).

       Ocasionalmente é isso que a lei de Hooke nos diz, quando uma força é aplicada a uma mola, ela se deforma e é criada uma força elástica que tem a mesma direção que a força externa, mas tem direção oposta.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais utilizados foram:

• Suporte para suspensão com régua milimetrada verticalmente disposta;
• Molas helicoidais;
• Discos de cobre com massa de 50𝑔 cada;
• Gancho para acoplamento;
• Cronômetro.

O procedimento foi dividido em duas partes. Na parte 1 foi o movimento harmônico simples, os passos seguidos foram os listados a seguir:

• Montou - se o sistema pendurando uma das molas no suporte vertical e colocou – se o suporte para as massas em uma das extremidades. Esse suporte provocou uma pequena elongação da mola, importante para descomprimi-la.
• Anotou - se o valor de  , correspondendo ao valor da massa do suporte. [pic 1]
• Anotou - se a posição inicial . Esse foi o valor de referência considerando que  nesta situação. [pic 2][pic 3]
• Colocou - se uma massa no suporte e movimentou - se o conjunto delicadamente, deslocando - o de aproximadamente 1 cm da posição inicial. Soltou – se o conjunto para que ele oscile verticalmente.

Os dados foram coletados e expostos nas tabelas a seguir

Tabela 1 - Período do MHS para diferentes massas.

[pic 4]

Tabela 2 - Elongação da mola 1.

[pic 5]

Tabela 3 – Elongação da mola 2.

[pic 6]

A parte 2 se deu a determinação da constante de mola e associação em Série e Associação em Paralelo, foram seguidos os seguintes passos:

• Escolheu - se uma das molas e a pendurou no tripé vertical. Colocou – se o suporte em sua extremidade, isso causou uma pequena elongação da mola que é importante para descomprimir a mola.
• Anotou - se a posição inicial . Esse é o valor de referência considerando que nesta situação, ou seja, foi desprezado o alongamento produzido pelo suporte. [pic 7][pic 8]
• Colocaram - se as massas no suporte e anotou - se os valores das posições na Tabela 2 – Medidas da Elongação da mola em função da massa 1. Tabela 2, foi anotado também os valores das massas.
• Em seguida, repetiu - se o mesmo procedimento para a segunda mola e anotou - se os dados na tabela 3.
• Usou - se as molas e as colocaram em série. Repetiu - se os mesmos procedimentos anteriores e anotou - se os seus dados na Tabela 4.
• Por fim, colocou - se as duas molas em paralelo, repetiu - se o procedimento anterior e anotou - se todos os valores na Tabela 5.

Os dados foram coletados e expostos nas tabelas a seguir,

Tabela 4 – Associação das molas em série.

[pic 9]

Tabela 5 – Associação das molas em paralelo.

[pic 10]

Tabela 6 – Constantes equivalentes de associação.

[pic 11]

1. RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Feitos os procedimentos indicados na parte A obtiveram – se as seguintes tabelas 7, 8 e 9.

Tabela 7 - Período do MHS para diferentes massas.

Massa	Tempo para 10 oscilações t (s)	Período	(Período)[pic 12]
m (g)	t[pic 13]	t[pic 14]	t[pic 15]	[pic 16]	[pic 17]	[pic 18]
50	3,92	4,03	3,58	3,84	0,38	0,14
100	4,96	5,38	5,28	5,21	0,52	0,27
150	5,01	6,35	6,18	5,85	0,59	0,34
200	6,89	6,90	6,90	6,897	0,69	0,48

Fonte - Próprio autor, 2022.