RELATÓRIO Nº 4 LEI DE HOOKE – MOLAS EM SÉRIE

RELATÓRIO Nº 4

LEI DE HOOKE – MOLAS EM SÉRIE

MAYRA MORAIS

JOÃO VITOR

JORGE GABRIEL

LEON OLIVEIRA

LEONARDO CASTTRO

Resumo

Este trabalho consiste em apresentar um experimento feito com o intuito de aprendermos sobre molas em série e paralelas (Lei de hooke), informando e explicando ao leitor sobre os materiais utilizados para realização deste experimento, os métodos utilizados para realização dos cálculos e os resultados obtidos. Com isso falaremos especificamente sobre cada passo exercido no experimento para que todos tenham entendimento de maneira clara sobre o que foi feito e assim possam compreender os métodos utilizados e suas aplicações.

1.Introdução

Em nosso dia a dia fazemos uso corriqueiramente de molas , seja quando andamos em algum transporte como carro , ônibus , motos e etc, ou quando utilizamos uma simples lapiseira , nesses casos específicos e em muitos outros lidamos com a ação de uma força elástica exercida sobre um sistema que é sustentado por uma mola. Ao estudar molas e suas propriedades de deformação , o cientista Robert Hooke determinou pela primeira vez a relação entre uma deformação de uma mola e sua constante elástica , e então foi criada uma lei que levou seu nome , a Lei de Hooke.

Todo material onde é exercido algum tipo de força sofre uma deformação , seja ela perceptível à olho nu ou não , a lei de Hooke descreve a força restauradora que existe nos materiais quando eles sofrem essa deformação implementada por outras forças , que podem ser comprimidos , deformados ou estendidos, como exemplos práticos temos : esticar ou comprimir uma mola , apertar uma garrafa pet , deitar em um colchão de espuma , são situações onde fica fácil notar a ocorrência de deformações  e em outros casos como pisar , empurrar uma parede de concreto com as mãos e apoiar o corpo sobre uma cadeira , também existe ali uma deformação , apesar de não ser facilmente visualizada.

A força restauradora surge sempre para recuperar o formato original do material e vem das forças intermoleculares que mantem as moléculas e os átomos unidos. Então , uma mola esticada ou comprimida ira retornar ao seu comprimento original devido à ação dessa força restauradora. Quando o material volta a sua forma inicial após terminar a ação da força que gera deformação, dizemos então que se trata de uma deformação pequena , uma vez que o material conseguiu voltar à sua forma de origem , já em deformações grandes , o material ultrapassa seu limite elástico e adquire uma forma permanente que é diferente de sua forma inicial .

Analiticamente a lei de hooke é dada pela equação1 :

[pic 1]

Equação1

Onde k corresponde à constante elástica da mola, uma característica inerente e constante de cada mola. O sinal negativo indica que a força elástica tem sentido contrario à sua deformação. Se k é muito grande , significa que forças de intensidade muito grande são necessárias para esticar ou comprimir a mola.

 

2. Objetivos

Analisar a deformação exercida por uma força em um sistema de molas em série , uma vez que à cada passo será acrescentado uma nova força e com isso discutir as diferenças e semelhanças entres os dois sistemas (série e paralelo).

3. Materiais e Métodos

3.1 Materiais

- 1 Painel Multiuso fabricado em aço (Figura 1);

- 2 Prendedores de dinamômetros com imã para prender-los no painel;

- 2 dinamômetros (figura 1);

- 5 rodelas de metal para acrescentar o peso sobre o dinamômetro (figura3);

- 1 suporte para prender ao dinamômetro e colocar as rodelas de metal;

- 1 balança analítica para pesar as rodelas de metal;

- 1 regua graduada de metal de 60 cm (figura2);

- 1 bancada nivelada;

[pic 2]

Figura 1

[pic 3]

Figura 2

[pic 4]

Figura 3

3.2 Metodologia

Inicialmente colocamos o painel sobre a bancada e fixamos os dinamomentros de forma em ``série`` com auxilio dos prendedores , utilizamos a balança analitica para medir o peso das rodelas de metal , colocamos o suporte no dinamometro para comçarmos a fazer as medições sobre as forças atuantes e o descolamento x, as forças era vistas no proprio dinamometro e o deslocamento era medido atraves da regua, onde obtinhamos o resultado em cm. Com isso fizemos os calculos que serão descritos no desenvolvimento.

4. Desenvolvimento

Para darmos inicio ao desenvolvimento vamos determinar a maneira que chamaremos cada variável.

F=força exercida sobre o dinamômetro (N).

X=distancia aferida pela régua(cm).

K=constante elástica(N/cm)

Conforme vimos na equação1.

Como fizemos as medições somente com os dinamômetros, medimos a força que um dinamômetro exercia sobre o outros para subtrairmos quando colocássemos os pesos ,achamos o peso de 0,38 N,  para cada Peso achado fizemos (peso achado – peso de descarte) , e o mesmo foi feito com relação a X , onde achamos uma medida de 1,7 cm que era o deslocamento que um dinamômetro exercia sobre o outro , por conta disto em todas as medidas fizemos o (valor da medida-valor de descarte) , após isso , colocávamos os pesos um por vez e tirávamos as informações , como utilizamos dois dinamômetros tivemos que somar as forças exercidas nos dois e subtrair a força de descarte e o mesmo com as distancias.

Sendo assim ficamos com as seguintes formulas.

        Fe = força dinamômetro 1 + força dinamômetro 2 – força descartável.

X = distancia dinamômetro 1 + distancia dinamômetro 2 – distancia descartável.

Os valores encontrados no quadro abaixo são os valores reais, ou seja , já com o “descarte” exercido.

Note os resultados obtidos após às medições no quadro1  :

experiencias	x	Fe	k
1	3,15	0,57	0,1810
2	4,3	0,87	0,2023
3	5,5	1,22	0,2218
4	6,2	1,56	0,2516
5	7	1,91	0,2729
6	7,8	2,31	0,2962
7	8,6	2,78	0,3233
8	9,2	3,13	0,3402
9	9,73	3,52	0,3618
10	9,99	3,72	0,3724

Quadro1