Relatório Sistema massa-mola

Engenharia Civil / Noturno

Turma: EC2R30-EC2S30

Relatório Sistema massa-mola

Brasília

2014

Objetivo

O experimento teve como objetivo determinar e entender, por meio de experimento a constante elástica em um sistema massa-mola e em arranjos de associações em serie e paralelo. Portanto, o objetivo principal a fazer com que se encontre a constante elástica da mola, para as associações em serie e paralelo, utilizando a lei de Hooke.

Introdução

Neste relatório utilizaremos o conceito de período de um sistema massa-mola para analisar fenômenos físicos relacionando-os com modelos matemáticos preestabelecidos. Tentaremos verificar a dependência do período de uma mola com a massa do sistema e comparar o valor da constante de elasticidade obtido de formas diferentes.

Introdução a Matéria.

Antes de tudo vamos introduzir fatos históricos e definições para que a compreensão do experimento fique clara.

O estudo da Lei de Hooke, que é quando uma mola é esticada de uma distância x, a partir de uma posição em que está frouxa, que a força que ela exerce é dada por,

Fx = -k x (Lei de Hooke),

Onde a constante positiva k, chamada de constante de força (ou constante elástica da mola), é uma medida da dureza da mola. Um valor de x significa que a mola foi comprimida de uma distância |x| a partir da posição em que esta frouxa. O sinal negativo significa que quando a mola esta distendida (ou comprimida) em um sentido, a força que ela exerce está no sentido oposto, daí, ficando esta relação conhecida como a lei de Hooke (Tipler, 2009).

Entre as forças de interação que figuram mais frequentemente nos processos que se desenvolvem ao nosso redor figuram as chamadas forças elásticas, isto é, forças que são exercidas por sistemas elásticos quando sofrem deformações.

Esta mesma lei descreve muito precisamente o comportamento de muitas molas, desde de que o deslocamento não seja muito grande. O valor de k é uma medida da rigidez da mola.

Ou seja, A lei de Hooke descreve a força restauradora que existe em diversos sistemas quando comprimidos ou distendidos. Qualquer material sobre o qual exercermos uma força sofrerá uma deformação, que pode ou não ser observada. Apertar ou torcer uma borracha, esticar ou comprimir uma mola, são situações onde a deformação nos materiais pode ser notada com facilidade. Mesmo ao pressionar uma parede com a mão, tanto o concreto quanto a mão sofrem deformações, apesar de não serem visíveis. A força restauradora surge sempre no sentido de recuperar o formato original do material e tem origem nas forças intermoleculares que mantém as moléculas e/ou átomos unidos. Assim, por exemplo, uma mola esticada ou comprimida irá retornar ao seu comprimento original devido à ação dessa força restauradora.

Enquanto a deformação for pequena diz-se que o material está no regime elástico, ou seja, retorna a sua forma original quando a força que gerou a deformação cessa. Quando as deformações são grandes, o material pode adquirir uma deformação permanente, caracterizando o regime plástico.

Material utilizado

• Régua

• Duas molas

• Suporte para Pesos

• Pesos em forma de moedas

• Balança de precisão

1. MONTAGEM DO EXPERIMENTO

Figura 1

Foi montado o experimento conforme a figura-1

Resultados Obtidos

Nessa seção estão as tabelas com os valores obtidos no experimento e os cálculos realizados para encontrar os valores médios e os respectivos erros.

Para a obtenção dos valores das seguintes tabelas foram feitos os seguintes procedimentos:

• Medido o valor do comprimento das molas;

• Colocado os pesos e medido por trena a deformação das molas

• Feito os arranjos em série e em paralelo, e obtidos por medição os valores da deformação da mola

• Cálculo dos desvios e do valor da constante de k e das forças que agem sobre o sistema.

Tabelas dos valores obtidos nos experimentos simples, em associações de serie e paralelo.

Tamanho da mola: 5,5 cm Peso: 29,25 g Tam. do Equil.: 11, 5 cm Deformação da mola: 6 cm

Deformação da Mola = 11,5 – 5,5 = 6 cm

5,35 /10 = 0,532 s

5,49 /10 = 0,549 s

5,18 /10 = 0,518 s

Tamanho da mola: 5,5 cm Peso: 39,25 g Tam. do Equil.: 13,8 cm Deformação da mola: 8,3 cm

Deformação da Mola = 13,8 – 5,5 = 8,3 cm

6,70 /10 = 0,670 s

6,11 /10 = 0,611 s

6,23 /10 = 0,623 s

Tamanho da mola: 5,5 cm Peso: 49,12 g Tam. do Equil.: 16,2 cm Deformação da mola: 10,7 cm

Deformação da Mola = 16,2 – 5,5