Relatorio física

INTRODUÇÃO

FORÇA ELÁSTICA

No nosso dia a dia encontramos diversas molas. Elas estão presente nos carros junto aos amortecedores, nos espirais de cadernos, etc. Com facilidade podemos produzir uma mola, basta enrolarmos um fio rígido em volta de um lápis e pronto, temos uma mola helicoidal. A força que uma mola exerce quando a comprimimos ou a esticamos pode ser descrita macroscopicamente como sendo uma força que tende a trazer a mola de volta ao seu comprimento inicial.

Vejamos a figura acima: nela consideramos uma mola helicoidal, leve, colocada sobre uma superfície horizontal e ligada a um bloco que também está apoiado na mesma superfície horizontal. Quando a mola não está esticada, não exerce força alguma sobre o bloco. Porém, quando a mola é esticada, ela exerce uma força sobre o bloco. Sendo assim, dizemos que quanto mais esticada estivar a mola, maior será a força exercida sobre o bloco.

Denominamos força elástica a força com a qual uma mola reage a uma força externa que a comprime ou a distende. A reação da mola age no sentido de desfazer a alteração provocada em sua forma. É por isso que a classificamos como sendo uma força restauradora.

Através da deformação sofrida por uma mola podemos determinar a intensidade da força elástica. Tomando como base a figura acima, apliquemos uma força à extremidade livre da mola, que provoque certa deformação x. Como a força elástica é uma força de reação, ela possui a mesma intensidade e sentido contrário ao da força que a deforma.

Sendo assim, podemos ver que a deformação x sofrida pela mola é diretamente proporcional à intensidade da força aplicada à extremidade da mola, portanto, quanto maior for à força aplicada, maior será a deformação da mola. A lei de proporcionalidade foi enunciada pelo cientista Robert Hooke, recebendo, por isso, o nome de Lei de Hooke. Essa lei nos permite calcular o módulo da força elástica em termos da deformação sofrida. A equação que representa essa proporcionalidade é a seguinte:

Fel = -k.x

Equação da Lei de Hooke,em módulo.

O sinal negativo foi introduzido para representar o fato de que a força elástica e a elongação têm mesma direção, mas sentidos contrários. Na equação acima, Fel é a força elástica que a mola exerce em cada instante em que ela está sendo deformada. A força elástica é medida em Newton (N); x é a deformação sofrida pela mola, medida em metros (m); e k é uma constante de proporcionalidade, que é uma característica da mola, e é medida em Newton por metro (N/m).

Aplicada em uma mola, provoca uma à força aplicada em uma provoca uma à deformação de comprimento x.

DINAMÔMETRO

Dinamômetro é um instrumento de medida destinado a medir força, e funciona com o princípio de ação e reação. Os modelos mais simples são aqueles de mola, em que a reação é realizada pela força elástica da mola. Este tipo de equipamento é comumente visto e usado em açougues para medir o peso, usado como balança gravitacional (forma gravitacional = massa . aceleração da gravidade). Na realidade, sua escala, nestes casos, é convertida apenas para identificar a massa.

Os radicais gregos dinamo e metro significam, respectivamente, força e medida. Dessa forma, podemos deduzir que dinamômetro é um aparelho utilizado para medir a intensidade de forças, no entanto, só é capaz de mensurar as forças a que está submetido. Na figura acima vemos um dinamômetro instalado em um fio que mede a intensidade da força de tração; enquanto um dinamômetro colocado no chão, medirá a força normal.

Como os dinamômetros indicam a força normal ou a força de tração, quando estas diferem do peso do corpo, o valor indicado pelo aparelho deixa de corresponder ao que realmente se desejava medir. Nesses casos, o que se obtém, na realidade, é a sensação de peso que o corpo experimenta naquele momento.

Podemos nos basear na definição de dinamômetro para caracterizar uma balança. A diferença básica que iremos encontrar é a do mostrador, que é graduado em quilogramas, portanto ele indica a massa real ou aparente do corpo colocado sobre ela.

Utilizando a equação que nos fornece o cálculo do peso de um corpo, podemos fazer a conversão da graduação da escala de forças (Newton) para massa (quilogramas). Considerando-se que P seja o peso real do corpo, a massa real m do corpo pode ser encontrada através da seguinte relação: m = P/g. Se P for o peso aparente do objeto, m será obtida pelo mesmo processo, porém será a massa aparente do corpo.

Dessa forma, podemos resumir o seguinte:

- dinamômetros sempre indicam o valor da tração ou da força normal a que estão submetidos.

- se a normal (ou a tração) tiver módulo igual ao peso do corpo utilizado na experiência, o dinamômetro estará indicando o valor do peso do objeto.

- se a normal (ou tração) tiver módulo diferente do peso do corpo, a indicação do dinamômetro representará o que se costuma chamar de peso aparente do objeto, ou seja, sua irreal sensação de peso naquele momento.

OBJETIVO

Tendo como principal objetivo determinar a constante elástica de uma mola helicoidal e construir um dinamômetro para aferir o peso de um objeto o experimento visa apresentar a medida desse peso com a incorporação da incerteza por meio de materiais utilizados em laboratórios.

MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais Utilizados 01:

Um tripé grande em forma de A

Uma barra grande

Uma presilha universal

Um