EXPERIMENTO No 1 - UFMG

Depto de Física/UFMG Laboratório de Fundamentos de Física
EXPERIMENTO N o 2
INTRODUÇÃO
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA DE MOLAS HELICOIDAIS
Todo corpo sob a ação de uma força de tração ou de compressão, se deforma. Se aplicarmos uma
força a uma mola helicoidal, ao longo de seu eixo, ela será alongada ou comprimida. Se ao cessar a
atuação dessa força a mola recupera sua forma original, diz-se que a deformação é elástica. Em
geral, existe um valor limite da força a partir do qual acontece uma deformação permanente no
corpo. Dentro do limite elástico, há uma relação linear entre a força aplicada e a deformação.
Consideremos o caso de uma mola helicoidal pendurada por uma das suas extremidades, e a
outra sustentando um corpo de massa m, o que provoca um alongamento x na mola, como mostra a
figura 1 abaixo. Na presente situação consideramos que a massa da mola será considerada
desprezível.
x
(a) (b)
Figura 1: Mola helicoidal sustentando em (a) somente um suporte e em (b) um corpo de massa m, o que
provoca um deslocamento x em relação a sua posição inicial.
A força F aplicada na mola é igual ao peso do corpo e, dentro do limite elástico, será diretamente
proporcional ao alongamento x produzido, ou seja
F
P
F = k x = mg , (1)
onde k é uma constante que depende do material de que é feita a mola, da sua espessura, de seu
tamanho, etc, denominada constante elástica da mola.
PARTE EXPERIMENTAL
Objetivo:
Determinar a constante elástica de uma mola.
Material:
Uma haste, molas helicoidais, régua milimetrada, suporte para pesos, pesos, papel milimetrado.
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Procedimento:
O experimento consiste em aplicar várias forças (pesos) a uma mola helicoidal em posição
vertical e medir os alongamentos produzidos.
1) Suspenda uma mola posição vertical e pendure em sua extremidade livre um suporte para os
pesos. Leia na escala milimetrada a posição da extremidade inferior do suporte vazio. Este será
nosso alongamento zero, ou seja, desprezaremos o alongamento produzido pelo suporte vazio.
2) Acrescente um a um os pesos fornecidos de ~ 50g (até aproximadamente 250g), e anote a massa
total adicionada e o alongamento x provocado por este em forma de tabela. O alongamento da mola
é a diferença das posições da extremidade inferior do suporte com e sem peso. Retire todos os pesos
que você colocou e repare que a mola volta à sua posição inicial. A deformação foi elástica?
Sugestão para a tabela
massa (Kg) Força (N) Alongamento, x (cm)
0 (suporte) 0
Obs.: Considere g = (9,78± 0.05)m/s 2 em seus cálculos.
3) Desenhe o gráfico em papel milimetrado da força F aplicada em função do alongamento x
produzido pela mola em uma folha de papel milimetrado. Pode-se ver que a relação entre F e x é do
tipo:
Y = A x + B . (2)
Quais as grandezas físicas correspondentes às variáveis x e y na equação 1? E as constantes A e
B? Que tipo de equação representa a função y = A x + B? Como se obtém as constantes A e B
nesse gráfico? Determine a inclinação do gráfico e dê o seu significado físico. Qual a sua unidade?
4) Refaça o gráfico utilizando o Programa Microcal ORIGIN e determine novamente o valor da
constante elástica da mola. Discuta os valores obtidos pelos dois gráficos. Veja no apêndice II
algumas dicas dos comandos do programa ORIGIN. Compare com os valores das constantes
elásticas tabelados com o professor.
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