Lei de hook

Prévia do material em texto

Gráfico
∆y (m)
Fs (N)
			Série1
	0,033
		
	0,060
		
	0,080
		
	0,100
		
	0,120
		
IFC-SBSh.png
INSTITUTO FEDERAL CATARINENSE –CAMPUSSÃO BENTO DO SUL
ENGENHARIA DECONTROLE E AUTOMAÇÃO
AMANDA MONTEIRO LOPES
CRISTIANOEDUARDO RIBEIRO
LEANDROSCHRAIBER
VITORBUENO LAUREANO
EXPERIMENTO:LEI DE HOOKE
SÃO BENTO DO SUL
2019
LEI DE HOOKE
Trabalho sobre a Lei de Hooke, apresentado à disciplina de Física Experimental, do curso de Engenharia deControle e Automaçãodo Instituto Federal Catarinense –CampusSão Bento do Sul, requisitado pela professoraPatrícia Ternes.
SÃO BENTO DO SUL
2019
SUMÁRIO
	1
	OBJETIVO .......................................................................................
	
	2
	INTRODUÇÃO.......................................................................
	
	3
	MATERIAL UTILIZADO...................................................………..
	
	4
	PROCEDIMENTOS.......................................................................
	
	5
	ANÁLIZE E DISCUSSÃO DOS DADOS.......................................
	
	6
	GRÁFICO ELINEARIZAÇÃO............................................................
	
	7
	CONCLUSÃO.....................................................................................
	
	OBJETIVO
O objetivo principal deste experimento éverificar a Lei de Hooke e determinar a constante elástica da mola utilizando a segunda lei de Newton.
Assimilando alongamento dasmolas, obtido com a aplicação de uma força deformadora, utilizando massasdevidamente medidas, determinando a constante elástica da mola através do método estático; constanteelástica da molaatravésdo método dinâmico; linearizando as equações trabalhadas, representando graficamente os dados experimentais e utilizar regressão linear para a determinação da grandeza estudada.
	INTRODUÇÃO
Neste relatório será apresentado o experimentorealizado na aula de laboratório referente ao estudo deum sistema massa mola. Mostrando que o movimentoobedece a Lei de Hooke em relação àequação:
Ondeé a força elástica e k é a constante elástica da mola. A Força elástica pode ser obtida a partir da segunda Lei de Newton:
	MATERIAL UTILIZADO
	Sistema massa mola vertical, em equilíbrio.
	Pesos com massas desiguais
	Régua
	Uma balança
	PROCEDIMENTOS
Chegando ao laboratório escolhemos umsistema massa mola, e iniciamos a verificação das massas dos pesos escolhidos. Medimos o comprimento da mola antes decolocarmos o peso e anotamos na tabela. Logo após, colocamos a massa escolhida no sistema e esperamos o que o mesmo ficasse em equilíbrio (parado). Medimos o novo comprimento da mola e anotamos na tabela. Repetimos este mesmo processo com outrospesosdemassas diferentes,dando um total de cinco medidas distintas.
Como foi usado um equipamento analógico para fazer as medidas necessárias, utilizamos como erro associado à medida: ∆m=0,0005 para m ecomo foi usada uma balança digital paraconferir os pesos utilizamos o erro associado a medida de∆m=0,001 paraKg.Como mostra a tabela a baixo:
	TABELA 1
	= 0,1300±0,0005
	Medida
	
	
	
	M1
	0,280±0,001
	0,1630±0,0005
	0,033±0,001
	M2
	0,406±0,001
	0,1900±0,0005
	0,060±0,001
	M3
	0,506±0,001
	0,2100±0,0005
	0,080±0,001
	M4
	0,597±0,001
	0,2300±0,0005
	0,100±0,001
	M5
	0,707±0,001
	0,2500±0,0005
	0,120±0,001
Após o termino do experimento, com todas as medidas e pesos anotados na tabela, desenhamos o diagrama de forças relacionado com o sistema e iniciamos os cálculos aritméticos com a segunda Lei de Newton (somatório de forças) para o mesmo.
	ANÁLIZE E DISCUSSÃO DOSDADOS
Diagrama de Forças
Sabendo que o móduloda força gravitacional é dado por
, onde g= 9,78, e que o módulo da força elástica é dado poronde k é a constante elástica da mola. Conseguimos determinar o módulo da força elásticaque cada massa está sujeita. Como mostra a tabela abaixo:
	TABELA 2: FORÇA ELÁSTICA
	Medida
	
	M1
	2,74±0,01
	M2
	3,97±0,01
	M3
	4,95±0,01
	M4
	5,84±0,01
	M5
	6,91±0,01
	GRÁFICO E LINEARIZAÇÃO
Assumindo que um sistema massa mola ideal é descrito pela Lei de Hooke, com objetivo de determinar experimentalmente o valor da constante elástica da mola, linearizamos a equação e determinamosque (utilizamosa expressão linear):
	y
	Fs
	A
	0
	B
	K
	X
	
A equaçãoda retaencontradaatravés da linearização foi y = 47,659x + 1,136. Na qual o coeficiente angular(B),estárelacionado ao ângulo que a reta faz com o eixo x.O valor experimental da constante elásticada mola (K) é de 47,659 N/m.
Adotamos o valor de referência para a constante elástica da mola de44,47 N/m, e determinamos o valor doerro percentual (E%) associado àmedida experimentalda constante da mola. Utilizamos a expressão:
E encontramos o valor deE%=7,17%.
	CONCLUSÃO
Neste relatório, apresentamos os resultados do estudo do comportamento de um sistema massa-mola para a verificação da Lei de Hooke. De acordo com a Tabela 1 e 2 eo gráfico apresentado foi possível perceber que entre o deslocamento e a massa existe uma relação linear e que essas grandezas são proporcionais,ou seja, aintensidade da força elástica (Fel) é proporcionalà deformação (x).Alguns fatores externos podem ter causado flutuação aos resultados, como o peso do suporte que sustentaas massas a mola, que consideramosdesprezível. 
Percebemostambémque,com a mola em repouso não haverá força elásticaexercida.Ao colocaros pesosa molacomeçaa variar seudeslocamento referente à sua posição iniciale entãocomeça aser exercidauma força contraria ao deslocamento.Dessa forma, comprovamos a Lei,pois à medida que se aumenta o peso (F), o comprimento da mola aumenta proporcionalmente.