O Estudo Das Flexões De Barras Pelo Método Científico

1. RESUMO:

A prática foi realizada com o objetivo de encontrar uma relação entre as grandezas

analisadas por meio da análise dimensional das medidas experimentais observadas e chegar a

uma hipótese matemática. Para isso foram feitas medições variando uma das medidas e

fixando as demais. E elas foram o diâmetro da barra metálica, a distância entre os pontos de

apoio do suporte e a massa deformadora da barra. Com os resultados obtidos foram

desenhados gráficos di-log e os seus coeficientes angulares calculados para a determinação da

equação da flexão de barras e assim comparando os valores com os da tabela apresentada,

determinar o material da barra.

2. OBJETIVOS:

Essa prática tem como objetivo a determinação do material da barra metálica utilizada no

experimento, e para isso se faz necessário a determinação dos coeficientes angulares do

gráfico di-log, os quais representam as grandezas da lei de hooke e a partir daí determinar a

fórmula da deformação da barra metálica pelo módulo de Young.

3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS:

Essa forma de determinar o material da barra de acordo com a sua deformação vem do

conceito de que um corpo pode ser deformado aplicando-se uma força sobre ele e que a

amplitude dessa deformação depende de suas dimensões. Dessa forma a amplitude de

deformação da barra é dada por:

,

na qual “d” é o diâmetro da seção transversal da barra, “F” é a força peso, “L” é o

comprimento da barra e “E” é o módulo de Young.

4. MATERIAL UTILIZADO:

Os materiais utilizados foram: um paquímetro de resolução 0.02mm, micrômetro de

resolução 0.01m, barras metálicas cilíndricas, um sistema de flexão de barras, massas para

suspensão.

5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

Em primeiro lugar, foi utilizado o paquímetro para a medição do diâmetro das barras, foram

feitas 5 medições para as 5 barras. Em seguida foi medida a variação da altura da barra por

um micrômetro em três cenários diferentes. No primeiro, foi fixado o comprimento entre os

pontos de apoio de 50cm e o peso em 1010g, e foi feita a medida para as 5 barras. O segundo

foi feito fixando a barra 3 como padrão, com a massa fixa em 1010g, porém alterando a

distância entre os seus pontos de apoio, foram feitas 5 medições para as seguintes distâncias:

30cm, 40cm, 50cm, 60cm, 70cm. E por fim o terceiro, foi fixado o comprimento entre os

pontos de apoio em 50 cm, a barra foi fixada na barra 3, e o valor da massa foi variado, nas

seguintes massas: 193,60g, 286,80g, 497,40g, 691,40g, 998,40g. Por fim todos os resultados

foram anotados e representados em gráficos, para a determinação dos expoentes da equação

da deformação, do módulo de Young e do material das barras metálicas.

6. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS:

Tabela P5.2: Diâmetro (d) das barras

Barra d1 ± u(d1) d2 ± u(d2) d3 ± u(d3) d4 ± u(d4) d5 ± u(d5)

1 0,51±0,02 0,64±0,02 0,80±0,02 0,96±0,02 1,27±0,02

2 0,51±0,02 0,64±0,02 0,79±0,02 0,97±0,02 1,27±0,02

3 0,52±0,02 0,65±0,02 0,78±0,02 0,96±0,02 1,27±0,02

4 0,49±0,02 0,65±0,02 0,80±0,02 0,96±0,02 1,26±0,02

5 0,48±0,02 0,64±0,02 0,79±0,02 0,97±0,02 1,27±0,02

Tabela P5.3: Medições das flexões (h) em função do diâmetro médio (d),

mantendo a distância entre os pontos de apoio fixo em L ± u(L) e a massa fixa

m ± u(m).

Barra 1 2 3 4 5

<D> u(<d>)

[mm]

5,10±0.04 6,40±0.04 7,90±0.04 9,60±0.04 12,70±0.04

<h>± u(<h>)

[mm]