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RELATÓRIO DE EXPERIMENTO FORÇA ELÁSTICA MÁQUINA DE ATWOOD

Por:   •  13/5/2015  •  Relatório de pesquisa  •  1.378 Palavras (6 Páginas)  •  348 Visualizações

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Anhanguera Educacional

Engenharia Mecânica

Física II

RELATÓRIO DE EXPERIMENTO

FORÇA ELÁSTICA

MÁQUINA DE ATWOOD

Grupo 9

Nome: Antonio Carlos de Albuquerque Pinheiro Zanolin                RA 8823340615

Nome: Isac de Oliveira                                                 RA 9088476116

Nome: Rodrigo Theodoro                                                RA 8830399623

Ribeirão Preto, 01 de abril de 2015


Introdução

FORÇA ELÁSTICA

Quando aplicamos uma força em um ponto material, o único efeito que observamos é a aceleração. Quando o corpo é extensível, podemos observar outro efeito: a deformação do corpo.

O fenômeno mais interessante ocorre com as molas. Robert Hooke experimentou a aplicação de forças em molas e verificou que a deformação sofrida pela mola era diretamente proporcional a deformação sofrida.

Força elástica é dada por:

 el = k . x[pic 1]

Fel = força elástica

K = constante elástica, é dado em função do material que é feito a mola

X = deformação da mola.

MÁQUINA DE ATWOOD

Quando dois corpos estão suspensos por um fio inextensível e de massa desprezível, de modo que este fio esteja apoiado sobre uma roldana também de massa desprezível e ainda considerando que não há atrito entre a roldana e seu eixo, teremos a configuração mostrada na figura 01:

[pic 2]

Figura 01: Máquina de Atwood, massa 1 e massa 2 suspensas pelo mesmo fio inextensível apoiado sobre uma roldana.

Cada um dos corpos sofre a ação da força peso, que corresponde ao produto de sua massa pela aceleração gravitacional e também a ação de uma tração T exercida pelo fio. Para eliminar as incógnitas, primeiramente serão feitos os diagramas de forças e o somatório das forças para os dois corpos de massa m1 e m2, respectivamente, conforme mostra a figura 02:

[pic 3]

Figura 02: representação dos diagramas de forças para os corpos 1 e 2.

Temos duas equações que podemos resolver simultaneamente, primeiramente eliminando a variável T. Uma vez atribuído um sentido como sendo positivo e o outro como negativo para a, usaremos os módulos dos vetores T, a e g.

m1.g + m1.a = m2.g – m2.a = 0

Então, unimos os termos que contém a aceleração a do lado esquerdo da equação e conduzimos os termos comuns a aceleração g para o lado direito da equação. Desta forma, obtemos:

m1.a + m2.a = m2.g – m1.g

Resolvendo pra aceleração, obtemos:

[pic 4]

Para determinar a tração no fio, basta substituir o valor de a numa das equações anteriores. Façamos com a primeira equação:

[pic 5]

Esta é a expressão pra determinar a tração num fio que suspende duas massas de valores conhecidos, na presença de um campo gravitacional de intensidade g, conforme as condições estabelecidas anteriormente.


Objetivo

  1. Conhecer a força elástica.
  2. Determinar a constante elástica de uma mola.
  3. Traçar o gráfico da força elástica em função da elongação.
  4. Interpretar o significado da área hachurada do gráfico da força em função da elongação.
  5. Verificar a associação de molas em série.
  6. Verificar a associação de molas em paralelo.
  7. Realização prática do experimento da máquina de Atwood, para medir a aceleração da gravidade da terra.

Materiais e Métodos

  • Duas molas
  • Pesos de chumbo
  • Bloco de madeira
  • Uma régua
  • Um Suporte
  • Cronômetro
  • Balança de previsão
  • Barbante

Andamento das atividades experimento 1

1 – Foi pesado o bloco de madeira, utilizando uma balança de precisão devidamente calibrada. Segue abaixo o peso encontrado:

Bloco de madeira

103,969 g

0,1039 kg

2 – Utilizando-se um suporte suspendemos uma mola onde foi anotado o comprimento da mola retraída.

Mola retraída

110 mm

0,11 m

2.1 – Colocou-se na extremidade da mola um bloco de madeira, anotamos o comprimento da mola estendida e a correspondente deformação X, conforme tabela abaixo:

Peso (N)

Mola retraída

Mola estendida

X (m)

0,1039 kg

0,11 m

0,17 m

0,06

0,1039 kg

0,11 m

0,174

0,064

0,1039 kg

0,11 m

0,169

0,059

2.2 – Através dos cálculos abaixo encontramos a constante K:

 el = m.g → p= 0,1039 x 9,81 → p= 1,019259 n[pic 6]

 el = k.x → 1,019259 = k . 0,06 → k = 16,98 N/m[pic 7]

 el = k.x → 1,019259 = k . 0,064 → k = 15,92 N/m[pic 8]

...

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