Lei de hooke: constante elástica da mola

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SUMÁRIO 4 3- INTRODUÇÃO TEO RICA.. 4-DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL 4. 1- MATERIAIS E METODOS UTILIZADOS… — 7 4. 2- PROCEDIMENTOS. or7 8 to view nut*ge 4. 3- ANDAMENTO E RESULTADOS………….. … 9 4. 4- GRAFICO…. 10 5- DISCUSSÃO DOS RESULTADOS. 6- CONCLUSÃO… 12 7- REFERÊNCIAS BI BLIOGRAFICAS…………… — — . RESUMO introduzir fatos históricos e definições para que a compreensão do experimento fique clara. Robert Hooke nasceu em 18 de julho de 1635 em Freshwater, na ilha britânica de Wight (Inglaterra) e morreu em 03 de março de 1703, em Londres.

Foi colaborador de Robert Boyle nos estudos sobre gases e, por volta de 1660, enunciou a lei da elasticidade (lei de Hooke), segundo a qual as deformações sofridas pelos corpos são, em princípio, diretamente proporcionais às forças que se aplicam sobre eles. Hooke empregou suas conclusões para fabricar um modelo de relógio. Eleito membro da Royal Society de Londres em 1 663, Hooke dedicou-se á observação dos astros. Utilizando um telescópio refletor, chegou a descobrir estrelas e a deduzir a rotação do planeta Júpiter em torno de seu eixo.

Suas notas e sua teoria sobre as rotações planetárias foram muito importantes ara as pesquisas astronômicas posteriores. … Robert Hooke (1 653 — 1703) descobriu em 1676 a lei fundamental que existe entre a força e a distorção resultante num corpo elástico. Ele resumiu os resultados de suas experiências na forma de uma lei: “Ut tensio sic vis”, a qual, traduzida livremente, significa que “uma mudança de forma é proporcional á força deformadora”.

De acordo com esta lei, o alongamento experimentado por um material elástico (ao ser submetido á ação de uma força deformadora) é diretamente proporcional á força deformadora sempre que esta não ultrapasse determinado limite, esignado de limite de elasticidade, o qual depende do material em questão. Todos os materiais, por mais “[gidos que pareçam ser, estão sujeitos a deformações quando são apl PAGFarl(F7 Todos os materiais, por mais rígidos que pareçam ser, estão sujeitos a deformações quando são aplicadas forças sobre eles.

Isso quer dizer que todos os corpos, uns mais que os outros, são elásticos. uma mola, por exemplo, é o caso extremo de um corpo que se deforma quando sujeito à uma força. Estudamos nesta prática a propriedade fisica dos corpos que nos diz o quanto um orpo é elástico, ou seja, o quanto o corpo se deforma sob a ação de forças. O diagrama de deformação de materiais é, em geral, bastante complicado, mas se garantirmos que as forças aplicadas no corpo são tais que a deformação não é muito grande, esse corpo se comporta exatamente como uma mola.

Segundo a Terceira Lei de Newton, que diz que para toda força de ação corresponde uma força de reação, sabemos que ao exercemos uma força sobre a mola puxando para baixo (pendurando os blocos) a mola exercerá uma força que tem o mesmo módulo, mesma direção, porém com sentido oposto ? força, com o intuito de restaurar o seu estado “relaxado” (ou natural) em que se encontrava inicialmente. A esta força contrária, chamada muitas vezes de “força restauradora”, Hooke chamou de força elástica da mola.

Assim, podemos descrever a força da mola dada pela equação: Figura 1 : Robert Hooke e a expressão para a força elástica Vetorialmente temos então: Fe — – k. Ax, onde k é uma constante positiva denominada Constante Elástica da mola, com unidade no Sal. de N/m, o Ox corresponde a variação de deformação sofrida pela mola (m), e Fe a força elástica exercida (N). A Constant PAGF3rl(F7 força elástica exercida (N). A Constante Elástica da mola traduz a rigidez da mola, ou seja, representa uma medida de sua dureza.

Quanto maior for a Constante Elástica da mola, maior será sua dureza. É importante ressaltar que o sinal negatlvo observado na expressão vetorial da Lei de Hooke, significa que o vetor Força Elástica (Fe), possui sentido oposto ao vetor deformação (vetor força aplicada), isto é, possui sentido oposto à deformação, sendo a força elástica considerada uma força restauradora. DESCRIÇAO EXPERIMENTAL O experimento foi reallzado num laboratório de Física da UNIVALI no campus de Itajaí.

As condições ambientais e os detalhes sobre os materiais utilizados são os seguintes: 1- Dados das condições ambientais da sala: a) Temperatura: • Temperatura ambiente: +- o,5CC) • Sem controle de temperatura • Não houve variação significativa durante o experimento b) umidade Relativa do Ar: em torno de 60% 2- Dados dos instrumentos utilizados na experiência: a) Balança: • Balança Analítica: Incerteza +- 0,01 g b) Suporte: • Tripé Standart com sapatas niveladoras amortecedoras com régua milimetrada • Medida: (350mm +- 0,5mm) ) Caçambinhas: • Peso: 18g • Medida: 85mm d) Maçores: • Medidas: 34,3mm x 6,6mm • Peso: 502 cada utilizar. Pegamos a mola de aço encaixamos ás hastes do suporte, de modo que ficasse ao lado da régua. Havia também um pequeno suporte, a caçambinha, que serviu para deixar os maçares fixo á extremldade inferior da mola (como ilustra a figura 2) Após a montagem, posicionamos um maçor sobre a caçambinha de forma a deformar a mola.

Medimos a deformação utilizando a régua do suporte (calculando a diferença entre a altura na qual se encontrava a caçambinha inicialmente a altura na qual a caçambinha estava a após a adição do peso). E então anotamos o valor encontrado. Repetimos isso com mais 3 maçores e os valores que obtivemos colocamos num gráfico (Gráfico 4. 4) e a partir deste gráfico calculamos a constante elástica da mola. para garantir a confiabilidade nos resultados, fizemos medidas, porém com pesos iguais. Enquanto uma colocava o maçor a outra observava o alongamento da mola e anotava. (Tabela 1) Figura 2. Montagem do experimento: Mola – Régua – Suporte – peso. RESULTADOS Tabela 1: Resultados de Peso (P) / Deformação da mola (AX)

MaçorPeso (N) Xo(mm) X(mm) LX (mm) 00275 18 15027529318 210029331118 315031 132918 420032934718 Tabela I Segue abaixo o cálculo da constante elástica da mola: Dados: Ox = 18mm = 0,018m m = sog = O,05kg (mc) = k. 0,018 (0,05 . 10) = +- 0,018. k k 27,7778 N,’m DISCUSSAO DOS RESULTADOS 1- Erros: a) Fonte de erros grosseiros: Durante a elaboração do experimento procuramos eliminar possíveis erros grosseiros. b) Fonte de erros aleatórios: Normalmente esses tipos de erros são dificilmente detectados e ficam, portanto, indetermináveis. Um exemplo disso seria alguma força externa que tenha nfluenciado no movimento harmônico do sistema, do tipo vibrações, entre outros. ) Fonte de erros sistemáticos: • Dos instrumentos: esse tipo de erro refere-se aos instrumentos calibrados, ou seja, a precisão de cada instrumento. Encontramos na medida de massa o erro da balança que foi de 0,01g e da medida de distância que foi de +- 0,5mm. • Dos métodos: esta é a principal fonte de erros significativos, pois o sistema simples possibilita uma maior fonte de erro. Na determinação pelo processo estático, ficamos sujeitas aos erros pessoais e de desvios que poderiam ser minimizados se ispuséssemos de um ponteiro fino fixado sobre o a caçambinha paralela a superfície da base do suporte que atingisse é régua. ) Fonte de erros pessoais: Esta fonte de erros refere-se basicamente á características essoais e aos vícios (na leitura de medidas, no tempo de vis ressa, na falta de gráfico averiguamos que a deformação da mola vai aumentando gradativamente de acordo com o Força peso que é exercida. CONCLUSÃO De acordo com os resultados, provamos que, ? medida que se aumenta o peso (F), o comprimento da mola (Cx) aumenta proporcionalmente de acordo com a equação, na qual k ? a constante de deformação da mola e x a deformação sofrida, enunciada pela lei de Hooke. Com este experimento também, percebemos que á medida que colocamos massa na mola, ela se estica até se igualarem as forças, porém, a lei de Hooke, funciona até determinado momento para a constante elástica inicial pois a partir de uma certa extensão (que varia de acordo com a mola) ela começa a se deformar, criando uma nova constante elástica.

Enfim, toda mola esticará até um comprimento limite e, a partir deste, haverá uma deformação permanente. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ?? HALLIDAY Davis. WALKER, Jearl. RESNIC, Robert. “Fundamentos de Física 1” – vol. l – L TC – Livros Técnicos e Científicos Editora S. A. , Rio de Janeiro, 1993. • Toginho Filho, D. 0. , Zapparoli, F. V. D. , Catálogo de Experimentos do Laboratório Integrado de Física Geral Departamento Domiciano, J. B. , Juraltis K. R. , “Introdução à Física Experlmental”, Departamento de Fislca, universidade Estadual de Londrina, 2003. • Lei de Hooke. In Infopédia [Em linhal. Porto: Porto Editora, 2003-2011. [consult. 2011-06-01]. Disponível na wvvw: • HALLIDAY, David, Resnik e, Denneth S.

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