Ensaio estático da mola
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ – LJFPI CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA – CCN DEPARTAMENTO DE FÍSICA DISCIPLINA: FISICA EXPERIMENTAL I PROF. : MAURISAN ALVES ENSAIO ESTÁTICO DE MOLA TERESINA – Pl SUMÁRIO INTRODUÇÃO OBJETIVO MATERIAIS UTILIZAD PROCEDIMENTOS ora to view nut*ge RESULTADOS E DISCUSSOES CONCLUSÃO REFERÊNC AS BIBLIOGRÁFICAS 1. INTRODUÇAO Consideramos o seguinte experimento, em que uma mola de massa desprezível tem uma de suas extremidades fixas. Ao aplicar-se uma força de intensidade F a mola distenderá passando a ter um comprimento dependendo da intensidade da força.
A diferença entre LO e L será a deformação X sofrida pela mola, ou seja, quanto foi distendida. Ao acrescentarem-se massas de diferentes pesos (forças) é percebível a variação na elongação da mola, sendo proporcional a força aplicada, isto é, quanto maior a força aplicada maior é o sofrido pela mola) Devemos levar em consideração algumas situações: Nos casos em que a mola volta a seu comprimento inicial ao ser retirada a força dizemos que ela obedece a Lei de Hooke e que a deformação é elástica.
Entretanto a mola tem um comportamento elástico até um determinado valor X’, que varia e acordo com a mola. Acima deste valor crítico ela passa a não obedecer esta Lei e dependendo da intensidade da força aplicada pode até se romper (“quebrar”). 2. OBJETIVO Determinar a constante elástica de uma mola helicoidal, verificando os parâmetros de deformação e o gráfico pela qual foi construída (F x 3. MATERIAIS UTILIZADOS Um tripé, uma escala milimetrada, uma garra de mesa, uma mola helicoidal, “Interface serial”, programa Origin Pro 7. , PC Compac Windows, 5 pesos de 50 gramas e um suporte para pesos. 4. PROCEDIMENTOS Posicionou-se o sensor de força e a escala milimetrada de modo ue a mola estabilizasse na posição vertical zero milímetro. Em seguida adicionou-se um peso de Sog no suporte para pesos e verificou-se o deslocamento de 25 mm e foi calculada a força elástica através da força resultante do sistema em equilíbrio; Fel- P, g= 9,81 m/s2, P: kAX, k- P (N)Ax (m) .
Gradativamente superpõe-se cada um dos cinco pesos (50g/peso) por vez calculando o deslocamento e a força exercida na mola com o conjunto de cinco coordenadas. A partir da obtenção deslocamento e a força exercida na mola com o conjunto de cinco coordenadas. A partir da obtenção das cinco coordenadas F x LXX) transferiram-se os dados para o computador através do programa Origin pro 7. 5. O aplicativo a partir de uma regressão linear calcula a equação linear mais próxima do real para os resultados obtidos, valor da constante(K) e os erros para cada coeficiente. . RESULTADOS E DISCUSSOES Foi verificado que apesar do aumento gradual da massa dos pesos no suporte, a elongação não foi proporcional a cada “peso”. Quando verificado 200 gramas a deformação sofreu vanação de 99 mm, quando o esperado era 100 mm. O mesmo ocorreu com a massa de 250 gramas onde a deformação constatada foi de 123 mm e o esperado 125 mm. MASSA(g) ELONGAÇÃO I FORÇA (N) (m)l (mm) I so o, 025 125 0,49 100 10, 050 150 10,98 1 150 | o, 075 | 75 | 1,47 | 200 IO, 099 199 1 1,96 | 250 IO, 123 | 123 12,45 1 Tabela 5. 1 — Dados da experiência Gráfico 5. – Função F x AX Ao inserirmos os dados no software OriginPro 7. 5, o mesmo nos forneceu o gráfico, o valor da constante elástica da mola (K) e do coeficiente linear da função (A) que era esperado ser “O”, no entanto muito próximo. O valores seguem na tabela abaixo: PARÂMETROS VALOR ERRO A -0. 01 783 | ±O. 01023 1 K 19,99767 | ±0. 12468 | 6. Conclusão Após o experimento e se PAGF3ÜFd ±0. 01023 | K 19. 9767 | ±0. 12468 | 5. Conclusão Após o experimento e seu diagnóstico, foi possível atingir parcialmente o objetivo.
Nas aplicações algébricas da Lei de Hooke (F: kAx) verificou-se mais de um valor para a constante de proporcionalidade de acordo com o andamento do experimento. Nos três primeiros “pesos” testados, houve uma uniformidade proporcional da força com a deformação, acusando uma constante Nas duas últimas medições obteve-se k= 19,79 Foi perceptível que ao longo do relatório houve alguma anormalidade entre a parte teórica e a prática. Não se pode confirmar ao certo qual a causa de tal evento atípico.
Porém, é passível trabalhar com algumas hipóteses: a mola nao era ideal; os pesos não eram uniformes; ou erros na medição como uma inclinação da regue métrica ou má interpretação dos observadores. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Lei de Hooke (Força Fisica Descomplicada,prof. Francisco Felipe G. de Sousa http://www. fisicadescomplicada. com. br/201 _ archive . html HALLIDAY, David, Robert Resnick; Física 1, Livro técnico e científico, Editora AS, Rio de Janeiro, 2008. Tópicos de física, 1 : mecânica Ricardo Helou Doca, Gualter José Biscoula, Newton Villas Bôas. -20. ed. Reform. e ampl. — São paulo : saraivo, 2007.