VELOCIDADE INSTANTÂNEA NO PLANO INCLINADO

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO DE JANEIRO – UERJ

FACULDADE DE ENGENHARIA

LABORATÓRIO DE FÍSICA I

PROFESSOR LUIZ CARLOS GARCIA

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA Nº 05

VELOCIDADE INSTANTÂNEA NO PLANO INCLINADO

TURMA: 14/2012-2

COMPONENTES DO GRUPO:

Luciano Naate

Gabriel Cunha Dutra

Gabriel Sena

Mylena Pereira

Marcos Fabrício

Rodrigo Heleno da Silva

Prática V: Lei de Hooke e Associação de Molas

Objetivo:

Compreender conceitos relacionados à elasticidade dos materiais; Verificar experimentalmente a lei de Hooke em molas helicoidais. O alongamento de molas helicoidais e elásticas é obtido com a aplicação de uma força deformadora, utilizando massas aferidas.

Material:

1. Molas cilíndricas em espiral (molas helicoidais);

2. Massas aferidas;

3. Base com suporte;

4. Régua

5. Pino para carrinho com gancho;

6. Calculadora Científica

Introdução Teórica:

Quando forças externas atuam em um corpo sólido, a deformação resultante do corpo depende tanto da extensão no material, da direção e o tipo de força aplicada. O material é chamado de elástico quando recupera a sua forma original, após a remoção da força externa aplicada sobre ele.

A mola helicoidal é um exemplo simples de um corpo material elástico, apresentando uma deformação Δl muito grande a partir de seu comprimento de equilíbrio l0, quando sujeita a uma força deformadora. A elongação (ou contração) Δl da mola apresenta uma dependência linear entre com a força aplicada. A força restauradora FR, exercida pela mola (que se opõe à força externa F) é proporcional à sua deformação linear Δl:

F k l R = − .Δ (1)

Esta relação é conhecida como a lei de Hooke, sendo a constante de proporcionalidade k chamada de constante elástica da mola, que é um parâmetro característico da mola helicoidal.

A ação de tração e compressão da mola helicoidal resulta em uma tensão de cisalhamento no fio de aço. A deformação da mola é proporcional à tensão aplicada (1), sendo a constante de proporcionalidade k uma característica da mola. A tensão de cisalhamento no fio de aço da mola é uma tensão aplicada na direção transversal ao fio de aço. A relação entre a constante elástica devida a deformação longitudinal da mola e o módulo de elasticidade transversal μ (módulo de rigidez) do fio de aço é descrito pela relação:

Associação em Série

• Na associação em série, temos que a deformação de cada mola equivale à deformação total da mola, então:

Similar a resistores em paralelo ou capacitores em série. Se

, podemos usar também:

ou ainda

para duas molas em série. para várias molas em série.

Associação em Paralelo

• Na associação em paralelo, temos que as molas sofrem ação de duas forças, que somadas dão a força total, então:

Similar a resistores em série ou capacitores em paralelo.

Esta lei de associação só é válida se a distensão for a mesma para as duas molas. Para isso tem de se escolher o orifício de onde se suspende a massa, de modo a que a barra permaneça horizontal quando se varia a distensão. As extremidades fixas das duas molas poderão ter de ficar situadas a alturas diferentes.

1)PARTE PRÁTICA:

1. Submeta as molas verde e azul a diferentes forças (pesos) e meça os alongamentos correspondentes. Lance os resultados na Tabela abaixo

Mola Verde

Massa(g) Força(gf) X(cm) K(gf/cm)

10 10 0.6 16,66

20 20 2 10

30 30 2.8 10,71

Média K= 12,46 gf/cm

Mola Azul

Massa(g) Força(gf) X(cm) K(gf/cm)

10 10 1.3 7.69

20 20 2.4 8.33

30 30 4 7.5

Média K= 7,84 gf/cm

Tabela

1. Construa na folha anexa, para cada mola, um gráfico F versus