Estudo da flexão de barras pelo método científico

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

Disciplina: Física Experimental A
Turma: NA

Estudo da flexão de barras pelo método científico

Gabriel Antonio Pinto R.A.
Natália Cristina Evangelista R.A.745553
Raissa Moret Duarte de Oliveira R.A.745566

São Carlos, 28 de maio de 2019.

RESUMO:

OBJETIVOS:

O experimento tem como objetivo a obtenção de coeficientes de gráficos di-log através do método visual baseando-se nos valores medidos experimentalmente.
Faz parte dos objetivos do experimento a determinação da equação empírica que descreva a deformação elástica, por flexão, de uma barra de secção transversal circular partindo-se do método científico. Por fim, deve-se determinar o módulo de Young do material de que são feitas as barras e identificar tal material baseando-se nos valores fornecidos pela literatura.

FUNDAMENTOSS TEÓRICOS:

A Lei de Hooke é a relação entre uma deformação elástica sofrida por um corpo submetido a uma força. O experimento permite observar a deformação de materiais e a recuperação de suas dimensões iniciais após a retirada do peso a que foi submetido. O experimento trata-se da deformação de barras e a amplitude de tal deformação depende de alguns fatores: força aplicada, dimensões da barra, coeficiente elástico do material também conhecido como módulo de Young, e geometria das barras.
Faz-se necessária a construção de gráfico de di-log, para que através do método visual os coeficientes sejam obtidos e contribua então para a determinação da equação empírica que descreva a deformação elástica sofrida pelas barras, permitindo concluir qual é o material que compõe as barras utilizadas no experimento.

MATERIAIS UTILIZADOS:

• 5 Barras Metálicas de diferentes diâmetros
• Balança (Marca: , Precisão:0,2g)
• Paquímetro (Marca: Kingtools, precisão: 0,02mm)
• 5 Pesos em formato circular
• Suporte para manter os pesos suspensos
• Suporte para flexão de barras

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

Inicialmente as barras foram identificadas de 1 a 5 em ordem crescente de diâmetro, em seguida com auxílio do paquímetro foram realizadas 5 medidas de diâmetro para cada barra em 5 pontos distintos ao longo do comprimento e os valores obtidos foram então anotados.
Através da balança foram medidas as massas de cada um dos 5 pesos que foram identificados de 1 a 5 em ordem decrescente de massa. O suporte em que as barras foram colocadas para observação das deformações foi arranjado em uma altura de 31 cm que foi uma altura fixa durante todo o experimento, em seguida os pontos de apoio foram arranjados de maneira que distassem 50cm. Sob auxílio do micrômetro acoplado ao suporte para flexão de barras foi feita a leitura de medidas de distância sem e com a presença do peso n°1 para todas as 5 barras e os valores observados foram anotados.
Com a barra de n°3 e ainda com o peso de n°1 foram realizadas leituras da flexão da barra na presença do peso para 5 diferentes distâncias ajustadas entre os pontos de apoio e os valores sem e com a presença do peso observados foram anotados.
Ainda com a barra n°3 e com a distância entre os pontos de apoio de 50cm foram determinados os valores de flexão para 5 valores diferentes de massa que foram variados em aproximadamente 200g e os valores de flexão obtidos na presença das massas foram anotados.
Vale ressaltar que o suporte para flexão de barras possui uma luz que funciona como um sensor para sinalizar que o micrômetro já atingiu o ajuste máximo e a leitura da medida pode então ser realizada.

RESULTADOS:

A seguir estão descritos resultados observados durante o experimento que permite a construção de gráficos necessários à interpretação da Lei de Hooke para o experimento de flexão de barras realizado. Os valores descritos permitem a determinação da equação empírica pelo método científico e permite a determinação do módulo de Young para então concluir de que material são feitas  as barras utilizadas no experimento.

A tabela a seguir contém os valores das massas em gramas, numerados em ordem decrescente de massa:

Peso 1	999,8g
Peso 2	497,2g
Peso 3	198,3g
Peso 4	195,8g
Peso 5	102,8g

Os valores abaixo tratam das medidas observadas através do micrômetro acoplado no suporte para flexão de barras na ausência e na presença do peso n°1:

• Barra 1- sem peso: 12,46mm, com peso: 6,35mm
• Barra 2- sem peso: 14,20mm, com peso: 12,48mm
• Barra 3- sem peso: 16,28mm, com peso: 15,52mm
• Barra 4- sem peso: 18,19mm, com peso: 17,72mm
• Barra 5- sem peso: 21,83mm, com peso: 21,79mm

Os valores abaixo tratam das medidas observadas através do micrômetro acoplado no suporte para flexão de barras, apenas para a barra de n°3, na ausência e na presença do peso n°1, alterando-se a distância dos pontos de apoio:

• Para 30cm- sem peso: 16,30mm, com peso: 17,11mm
• Para 40cm- sem peso: 16,25mm, com peso: 15,84mm
• Para 50cm- sem peso: 16,28mm, com peso: 15,52mm
• Para 60cm- sem peso: 16,29mm, com peso: 14,51mm
• Para 70cm- sem peso: 16,15mm, com peso: 13,55mm

Os valores abaixo tratam das medidas observadas através do micrômetro acoplado no suporte para flexão de barras, apenas para a barra de n°3, na ausência e na presença de massas que variam em aproximadamente 200g uma para outra, em que a distância L= 50cm para os pontos de apoio mantém-se fixa: