Rel. física - molas

UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

OSCILAÇÕES COM MOLA

RECIFE, 2013

OBJETIVOS

* Estudo das oscilações; * Determinação das constantes elásticas: estática e dinâmica.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Elasticidade é o ramo da física que estuda o comportamento de materiais que se deformam ao serem submetidos a forças externas e, após terminada a interação, retornam a sua forma original.
A lei de Hooke descreve a força restauradora que existe em diversos sistemas quando comprimidos ou distendidos. Qualquer material sobre o qual se exerça uma força sofrerá uma deformação, que pode ou não ser observada.
F =-K∆x
Onde K é a constante de proporcionalidade chamada de constante elástica da mola, e é uma grandeza característica da mola. O sinal negativo indica o fato de que a força F tem sentido contrário a ∆x.
Enquanto a deformação for pequena diz-se que o material está no regime elástico, ou seja, retorna a sua forma original quando a força que gerou a deformação cessa. Quando as deformações são grandes, o material pode adquirir uma deformação permanente, caracterizando o regime plástico. No regime elástico há uma dependência linear entre F e a deformação ∆x.

Sistema massa-mola

Trata-se de um corpo de massa m preso á extremidade de uma mola cuja outra extremidade se encontra fixada em outro corpo ou á um ponto fixo. Quando não há forças atuando sobre o corpo, o sistema encontra-se em equilíbrio. A partir do momento em que se imprime uma força ao corpo, o comprimento da mola sofre uma variação e a mola reage com uma força denominada força elástica.

Fig.1: sistema massa-mola vertical

No caso de um sistema massa-mola na vertical, como mostra a figura 1, a força que atua sobre a massa m é a força peso, portanto, pela Lei de Hooke temos:

K∆x=mg => K=mg∆x
Cada mola tem a sua constante elástica, que depende do material de que é feita e da sua geometria. Quando uma mola se encontra em