Carga hook
[picl [PiC] Bom, para determinar a velocidade média escalar da viajem todas é só fazer a média aritimética de todas as velocidades atingidas durante a viagem do carro, ou seja, somar as velocidade atingidas (40K/h e 60K/h) e dividir pelo número de velocidade somadas que no caso são duas (2): 40K/h + 60K,’h = 100K/h = 50K,’h 2 Objetivo Calcular o módulo d mola cilíndrica helicoi I OF Hooke. Swipe to page Material Molas helicoidais cilí porta-pesos; massas aferidas; micrômetro; paquímetro; que se faz uma direta da lei de catetômetro (ou régua graduada com cursores); papel milimetrado.
Introdução Pela lei de Hooke, a cada esforço F realizado numa mola helicoidal cilíndrica fixa por uma das extremidades corresponde uma deformação proporcional y. À constante de proporcionalidade k dá-se a denominação de constante elástica das mola (F = k. y). I [pic] novamente a posição vertical. Prosseguir nesse processo até ser atingida uma elongação com a carga máxima tolerada pela mola. 3) Realizar o processo inverso retirando de cada vez 50 gf e fazendo as leituras respectivas até que se tenha a carga inlcial. ) Elaborar um gráfico da carga adicionada (em gramas-força) as ordenadas, e das distensões (em centímetros) nas abscissas. Notar a obtenção de uma linha reta, o que indicará que a mola obedece à lei de Hooke. 5) Desenhar a reta da melhor maneira possível entre os pontos marcados e determinar a declividade, escolhendo dois pontos sobre a reta, um dos quais próximo à origem, das coordenadas (xl , yl), e outro próximo ao limite superior das coordenadas (x2, y2). A declividade será que nos fornecerá a constante elástica (k) da mola em gf/cm Converta, adequadamente, para N/m. ) Com o micrômetro, medir o diâmetro do fio, em diferentes ontos da mola, assumindo o ‘Valor médio” como o diâmetro da mala. 7) Com o paquímetro, medir o diâmetro externo da mola em diferentes posições. Calcular o diâmetro interno da mesma. 8) Contar o número de espiras (n). 9) Com os valores obtidos para d, D, n e k, calcular o valor de p para cada mola fornecida. Procedimento experimental 1. Para cada uma das trés molas, utilizando-se de uma régua, o estudante deverá medir o seu comprimento natural; 2. pós a medição dos comprimentos naturais, prender uma das molas ao suporte, pendurar a massa e medir o comprimento da mola distendida. Em seguida, através de um puxão, tirar a massa da posição de equilíbrio e perceber se ela oscilará rapidamente ou lentamente; 3. repetir a etapa 2 para as outras duas molas; 4. calcular a elongação [ diferença entre o comprimento da mola distendida e o comprimento natural (ver tabela 2); 5. calcular o valor da constante elástica k através da relação: k – (Mg 6. pós todos os grupos preencherem a tabela, um representante de cada grupo apresentará os resultados obtidos para a turma. Assim, cada grupo poderá observar qual foi o maior e o menor valor das constantes elásticas medidas. Número da mola Comprimento natural (m) Comprimento da mola distendida (m) I Elongação [pic]x (m) I K (N/m) Mola 1 I Mola 2 Mola 3 Tabela 2. Medldas de constantes elásticas de molas. [pic] Figura 10. Mola rígida (constante elástica grande) sujeita ao peso de um objeto.
Se o sistema for tirado do equilíbrio através de um pequeno puxão, o objeto oscilará rapidamente (frequência alta). Figura retirada de: http://efisica. if. usp. br/mecanica/ensinomedio ‘elasticidade/experimento/ Figura 11 . Mola flexível (constante elástica pequena) sujeita ao peso de um objeto. Se o sistema for tirado do equilíbrio através e um pequeno puxão, o objeto oscilará lentamente (frequência baixa). Figura retirada de: http://efisica. if. usp. br/mecanica/ ensinomedio/elasticidade/ex erimento/ questões: 1.
A maior elongação ocorreu para uma mola de maior ou menor rigidez? 2. para que uma mola execute oscilações rápidas quando perturbada, sua constante elástica deve ser pequena ou grande? (Se necessário, repita a etapa 2) 3. Associe as colunas relacionando a massa a ser sustentada pela mola com a sua constante elástica para que a elongação seja igual a 1 cm, em cada caso. 1 . Estudo experimental de um sistema massa-mola I Objetivos: 1. Observar e analisar o movimento oscilatório de um sistema massa-mola. 12. Medir períodos de oscilação. 13.
Verificar a dependência do período do movimento com a massa acoplada (m) e com a dureza da mola I Introdução: O período de oscilação de um sistema massa-mola como o da figura abaixo é dado pela relação [pic], onde [pic]é a freqüência angular do movimento oscilatório. ISupondo-se a massa da mola desprezível frente à da massa m acoplada, o período pode ser escrito como londe ké o coeficiente de restituição da mola. I Material necessário: molas com diferentes coeficientes de estituição (k); massas diferentes (blocos de madeira ou argolas metálicas).
Procedimento: 1. Monte o sistema massa e mola, como mostra a figura. 2. Meça, com o auxilio de massas diferentes e conhecidas (m), a constante k da mola, lembrando que F = -kx, onde xé a distensão da mola e P mg. 3. Acople agora uma massa Ml e faça o sistema oscilar de forma uniforme (sem deixar dar pinotes! ) Meça o intervalo de tempo de 5 oscilações (ou mais) e obtenha o período. Repita a medição várias vezes, organize uma tabela. Meça a massa Ml numa balança. I Massa Ml = I [picl I [PiC] Lembre-se de que o desvio [pic]é dado pelo &alor máximo – valor mínimo)/2. . Utilize os valores obtidos para ke Ml e calcule o período esperado através da relação ic Compare com o valor exp com as medidas de períodos para cada caso. 5. Agora use apenas 1 bloco e repita o procedimento para outras molas (diferentes valores de k). Meça os períodos e compare com os valores esperados. Observação: Grupos diferentes de alunos poderiam usar molas diferentes e, ao juntar as informações de toda a classe, seriam obtidos os mesmos resultados sem tanta repetição! Constante elástica de uma mola Força Elástica
Força Elástica Lei de Hooke I Consideremos uma mola vertical presa em sua extremidade superior, conforme mostra a figura ao lado. Ao aplicarmos uma força de I I intensidade F em sua extremidade livre, essa mola sofrerá uma deformação x , que representa a variação ocorrida em seu I comprimento (x – I Essa deformação é denominada elástica quando, retirada a força , a mola retorna ao seu comprimento original (IO ). Robert Hooke I (1635-1703), cientista inglês, verificou experimentalmente que, em regime de deformações elásticas, a intensldade da força I aplicada à mola é diretamente proporcional à deformação roduzida.
Isto é, se duplicarmos a intensidade da força aplicada ? mola, I sua deformação dobrará, e assim or diante enquanto a deformação for elástica. por diante enquanto a deformação for elástica. Podemos sintetizar a lei de Hooke pela seguinte expressão: londe k é uma constante de proporcionalidade característica da mola, chamada constante elástica da mola. Sua unidade no SI é newton por metro (N/m). Podemos obter a constante elástica (k) de uma mola elástica através da declividade da reta de seu gráfico I I força x deformação, como indicado abaixo.
I Convém lembrar que, no processo de deformação, a mola sempre estará sujeita a ação de duas forças (uma em cada extremidade), Isendo de mesma intensidade (k•x) quando sua massa for desprezível (mola ideal). Quando um corpo está preso a uma mola deformada, a força de contato que a mola exerce nele chama-se força elástica. pelo I princípio da ação-reação, as forças trocadas e exerce nele chama-se força elástica. Pelo I princípio da ação-reação, as forças trocadas entre o corpo e a mola são de mesma intensidade. Logo, a intensidade da força lelástica será dada, de acordo com a lei de Hooke, por:
Isendo k a constante elástica da mola e x sua deformação instantânea. A força elástica sobre um corpo pode estar orientada ‘sentido de puxar (mola esticada) ou de empurrar (mola comprimida). Desenho ou esboço Procedimentos do experimento materiais usados Ficha de atividades: constante elástica da mola A constante elástica é uma característica de cada mola. É um número que depende do material de que a mola é feita e da forma que a mola tem. Neste experimento você vai fazer algumas medidas que lhe permitirão calcular a constante elástica de uma mola. I Material: II régua de 50 cm II mola 6 Peso 50g II Haste 1.
Coloque a régua de pé, colocando com o “zero” perto da da parte superior da haste. 2. Medimos o tamanho da mola 3. Pendure na mola na haste um peso de 50g. 4. Segure a ponta de cima da mola o mais próximo possível do “zero” da régua. 5. Veja aonde termina a mola. Este é o comprimento com o primeiro peso. Anote este número no quadro correspondente a “0” (zero) ate onde marcou na régua. 6. Assim fizemos com os outros 6 peso. 7. Com as medidas nos tiramos o tamanho da elasticidade da mola com o peso. Dinamômetro Chama-se dinamômetro todo aparelho graduado de forma a ndicar a intensidade da força aplicada em um dos seus extremos.
Internamente,a maioria dos dinamômetros são dotados de uma mola que se distende à medida que se aplica a ele uma força. Esse equipamento ainda mensura o comportamento da carga alargada ou tensão por deformação, de uma mola, deslocamento do ar, ou extensão de ligas metálicas, que compreenderá em determinar o coeficiente de fricção entre os materiais. Sua resposta se dá em valores em newtons (N) ou em quiilograma- força(kgf), como por exemplo 100gf-1 newton / Mola Uma mola é um objeto elástico flexível usado para armazenar a energia mecânica .
As molas são feitas geralmente de aço endurecido. Tipos mola • a mola helicoidal ou de bobina feita enrolando um fio em torno de um cilindro) e a stes são tipos de mola • a mola de torsão (alguma mola projetada ser torcido melhor que comprimido ou estendido) • a mola de gás , um volume do gás que é comprimido • faixa de borracha , uma mola de tensão onde a energia é armazenada esticando o material • mola de Belleville , um disco usado geralmente para aplicar a tensão a um parafuso • Mola pneumática: As primeiras molas pneumáticas foram desenvolvidas pela FIRESTONE na década de 30.
Suspensões a ar com molas FIRESTONE foram apresentadas pela primeira vez em automóveis experimentais em 1935. Na física clássica, uma mola pode ser vista como um dispositivo que armazene a energia potencial esticando as Igaçbes entre os átomos de um material elástico. Peso O peso é a força gravitacional sofrida por um corpo na vizinhança de um planeta ou outro grande corpo. Também pode ser definido como a medida da aceleração que um corpo exerce sobre outro, através da força gravitacional. O peso é uma grandeza vetorial. portanto, apresenta intensidade, direção e sentido.
A direção é a linha que passa pelo objeto e pelo centro da Terra. O sentido é o que aponta para o centro da Terra. Matematicamente, pode ser descrito como o produto entre massa e a aceleração da gravidade: O peso de um corpo será o mesmo em qualquer lugar da Terra? Quanto mais afastado estiver um corpo do centro da Terra menor vai ser a força gravitacional entre a Terra e o corpo. Assim, a força diminui quando a distância entre o corpo e o centro da Terra aumenta. peso de um corpo na Terra : • Aumenta do equador para os 610s: por dois motivos, 1) achatamento nos pólos (a a esfera perfeita); 2)