Experimento 4: Momento de Inrcia

Experimento 5: Molas

Objetivo: Verificar experimentalmente a lei de Hooke e determinar a constante elstica atravs dos mtodos dinmico e esttico de:

2 molas, cada uma individualmente

2 molas em srie

2 molas em paralelo

Comparar o resultado obtido experimentalmente com o terico, para molas em srie e paralelo.

Lei de Hooke:

F = - kx

Onde k a constante elstica e x o deslocamento.

k Equivalente:

Para Molas em Paralelo (Keq):

Para 2 molas:

Keq = k1 + k2Para 3 ou mais molas a equao anloga.

Para Molas em Srie (Keq):

Para 2 molas:

Keq =

Para 3 ou mais molas a equao anloga.

Oscilador Harmnico Simples:

O perodo dado por:

m=massa da partcula.

Como Determinar a Constante Elstica de uma Mola:

a. Mtodo Esttico: Baseia-se na lei de Hooke Usando a montagem da Figura 1a, coloque uma massa m no extremo da mola e mea o deslocamento x em relao ao ponto de equilbrio (mola sem massa).

Repita o procedimento para massas de 20, 40, 60, 80, 100g.

Determine a constante da mola fazendo um grfico do peso associado massa m, vs. o deslocamento, x.

Para uma associao de molas em srie ou paralelo a montagem a apresentada nas Figuras 1b e c e o mtodo a seguir o mesmo.

b. Mtodo Dinmico: Oscilador Harmnico Seguindo a montagem da Figura 1a, coloque uma massa no extremo da mola. A partir do ponto de equilbrio do sistema mola+massa, provoque um pequeno deslocamento (por exemplo, 1 cm), solte e deixe oscilar.

Mea o tempo (t) de 10 oscilaes e obtenha o perodo (T).

Mea o tempo 3 vezes para massas de 20, 40, 60, 80, 100g.

Obtenha a constante elstica fazendo um grfico de T2 em funo de m. Para uma associao de molas em paralelo ou em srie a montagem a apresentada nas Figuras 1b e c e o mtodo a seguir o mesmo.

Compare as constantes de molas obtidas para as associaes srie e paralelo com os valores tericos obtidos a partir das constantes individuais. Qual dos dois mtodos fornece melhores resultados para as constantes de associao? Por que?

Figura 1: a) Lei de Hooke, b) 2 molas em paralelo, c) 2 molas em srie.

Tabelas Mtodo Esttico:

Mola 1

m (g)

x (cm)

Mola 2

m (g)

x (cm)

2 molas em Paralelo

m (g)

x (cm)

2 molas em Srie

m (g)

x (cm)

Tabelas Mtodo Dinmico:

Mola 1

m (g)

t (s)

tmdio (s)

T (s)

Mola 2

m (g)

t (s)

tmdio (s)

T (s)

2 molas em paralelo

m (g)

t (s)

tmdio (s)

T (s)

2 molas em srie

m (g)

t (s)

tmdio (s)

T (s)

Bibliografia:

Mais detalhes sobre a obteno das equaes para Keq e T podem ser encontrados nos livros:

Fsica Vol. 2 de Resnick, Halliday e Krane, Ed. Livros Tcnicos e Cientficos

H .M. Nussenzveig, Curso de Fsica Bsica Vol. 1, Ed. Edgar Blucher.

EMBED PBrush

a))

b)

c)

Ponto de Equilbrio

F = -kx

Lei de Hooke

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