Relatorio Fisica 1

Objetivo

Determinação da constante elástica de molas helicoidais.

Introdução

Uma mola helicoidal é constituída de um pedaço de fio metálico enrolado de forma acompanhar o desenvolvimento de uma hélice; se a mola for tracionada e depois abandonada ela retorna ao seu comprimento natural, desde que a intensidade da força nela aplicada não ultrapasse um certo valor
(limite de elasticidade). Caso a mola seja tracionada com força muito intensas ela se deforma irreversivelmente, ou seja, ultrapassa o seu limite de elasticidade. Hooke verificou, em 1678, que abaixo do limite de elasticidade a deformação x produzida na mola é diretamente proporcional à intensidade da força F aplicada na mesma:
F= k.x (I) onde: k é constante elástica da mola (depende do material do fio, do diâmetro das espiras que constituem a mola e do número de espiras).
Durante este experimento a mola será presa por uma extremidade, na outra extremidade serão presos massores aferidos, ficando a mesma sob a ação do peso desses massores.
Cada vez que for colocado um massor adicional num porta – cargas preso à extremidade inferior da mola, o comprimento da mola irá aumentar, até atingir um valor no qual o sistema permanece em equilíbrio estático; em cada situação de equilíbrio estático, a carga presa à extremidade da mola recebe da mesma uma força restauradora que equilibra seu peso.
Seja m a massa de um corpo, em equilíbrio estático, preso a extremidade inferior da mola; caso esse corpo seja deslocado de uma distância x medida a partir do equilíbrio estático, e depois abandonado, a resultante das forças atuantes no mesmo será: 𝑅 = −𝑘 𝑥 𝚤
Figura 1.

Aplicando-se a 2ª lei de Newton, tem-se: (II) −𝑘𝑥 = 𝑚 ou seja, (III)

A equação diferencial III caracteriza um movimento harmônico simples
(M.H.S.); sua solução é do tipo: (IV)