Deformação Elastica

Título da pratica: Deformação Elástica de uma Haste

Objetivo: (i) Determinar a constante de flexão de uma haste metálica, no regime elástico, e (ii) o módulo de Young para flexão do material de que é feita.

Teoria Resumida:

Todo objeto sob a ação de uma força de tração ou de compressão, se deforma. Se ao cessar a atuação dessa força o corpo recupera sua forma primitiva, se diz que a deformação é elástica. Em geral, existe um limite para o valor da força a partir do qual acontece uma deformação permanente no corpo. Dentro do limite elástico, há uma relação linear entre a força aplicada e a deformação.

Consideremos o caso de uma haste presa por uma de suas extremidades (figura 1). Se aplicarmos uma força F vertical na extremidade livre, esta provocará uma flexão y na haste. A flexão dependente do valor da força aplicada e do material e forma geométrica da haste; dentro do limite elástico, teremos:

F = kf y onde F é o módulo de F e kf é a constante de flexão.

Deformação de flexão y de uma barra sujeita a uma força F.

Materiais utilizados: Haste metálica, prendedor, suporte, objetos com massa de aproximadamente 5g e régua milimetrada.

Procedimentos:

1. Manter fixada uma das extremidades da haste

2. Colocar objetos na extremidade livre da haste.

3. Medir a flexão y correspondente a cada força aplicada.

4. Anotar os resultados na tabela 1 (flexão y(m) de uma haste metálica em função da força F(N) aplicada na sua extremidade)

Obs.: Força peso de cada objeto g = 9,81m/s2

Análise/Cálculos:

Tabela 1

(y ± 0,001) m F (N) ± 3%

14mm = 0,014m 7,3g (converter p/ kg e multiplicar por 9,81)

21mm = 0,021m 12g

28mm = 0,028m 16,3g

33mm = 0,033m 24,7g

41mm = 0,041m 29,8g

46mm = 0,046m 34,1g

Haste: (considerar dados em metros)

Largura da haste (L) = 12,43mm. Convertendo = 0,01243m

Espessura (e) = 0,71m. Convertendo = 00071m

Tamanho (x) = 310mm. Convertendo = 0,31m

Constante da haste (k) = 8,49

E = Módulo de flexão do material da haste (dado em = gpa)

E = 57gpa

Conclusão: