Relatorio - Pendulo de Mola

INTRODUÇÃO

Mola é um objeto elástico flexível usado para armazenar energia mecânica e devolver sem sofrer deformações plásticas. Independente do formato ou tipo da mola são sempre elementos mecânicos elásticos. Desta forma, segundo os conceitos de resistência dos materiais, molas são componentes que trabalham dentro da zona elástica onde a deformação é proporcional à tensão. Simplificando as molas armazenam energia e a devolvem sem se deformarem permanentemente. Portanto a mola é muito utilizada no nosso dia-a-dia desde uma simples fechadura ou um amortecedor de carro, a sistemas massa-mola para eliminar vibrações de um sistema.

Mas para que tudo isso possa acontecer é necessário dominar os conceitos envolvidos em uma mola, como a lei de Hooke, que é a lei da física relacionada à elasticidade de corpos, que serve para calcular a deformação causada pela forçaexercida sobre um corpo, tal que a força é igual ao deslocamento da massa a partir do seu ponto de equilíbrio vezes a característica constante do corpo que é deformada. A lei de Hooke consiste basicamente na consideração de que uma mola  possui uma constante elástica k. Esta constante é obedecida até certo limite, onde a deformação da mola em questão se torna permanente. Dentro do limite onde a lei de Hooke é válida, a mola pode ser comprimida ou alongada, retornando a uma mesma posição de equilíbrio. Analiticamente, a lei de Hooke é dada pela equação: F = -k.x

 A partir da equação pode se concluir que a força é negativa, ou seja, oposta a força aplicada. Segue que, quanto maior a elongação, maior é a intensidade desta força, oposta a força aplicada.

[pic 1]

Note que quando é aplicada uma força no sentido positivo do eixo x, a mola reagirá aplicando uma força de igual intensidade, porém sentido contrário. No caso da compressão, a força aplicada é negativa, e a força de reação acaba por ser positiva sempre contrária à força aplicada.

Para encontrar a constante elástica pode-se utilizar um pendulo de mola que consiste em um tripé com uma das extremidades da mola presa à um suporte, e em estado de repouso. Quando aplicamos uma força F na outra extremidade, a mola tende a deformar (esticar ou comprimir, dependendo do sentido da força aplicada).

[pic 2]

Pêndulo de mola sofrendo ação de um peso

OBJETIVO

Analisar e determinar a constante elástica da mola pelo método estático e pelo método dinâmico.

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MATERIAIS UTILIZADOS

Mola helicoidal

Porta-cargas e massores aferidos

Escala graduada

Cronômetro

Base, haste e garras de sustentação

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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Este experimento foi dividido em duas partes: método estático e método dinâmico.

Primeiramente, pelo método estático, foram inseridos dois massores no eixo da mola, alongando-a a uma distância qualquer. Ao olho nu, através da escala graduada, podemos definir a distancia através da deformação da mola. Este processo foi repetido, inserindo de dois a dois massores, por cinco vezes. Após os dados coletados, pode ser feito o gráfico (força x distância), e através da inclinação da reta tangente pode ser determinado a constante elástica da mola.

Concluído a primeira etapa, utilizaremos o método dinâmico. Este método consiste em utilizar dois massores inseridos no eixo da mola, e posicionados a uma distancia inicial, onde após soltar os pesos, o tempo era contado para dez oscilações da mola.  Este processo também foi repetido inserindo de dois a dois massores, por cinco vezes. Também pode ser feito através dos dados coletados um gráfico (massa x tempo²), e através da formula do período no movimento harmônico simples, pode ser definido a constante elástica da mola.