Sistema massa mola

UNIDADE XIII - ASSOCIAÇÃO DE MOLAS EM SÉRIE E PARALELO

1 - 0BJETIVOS

Determinar a constante elástica de molas por aplicação da lei de Hooke. Determinar a constante elástica equivalente das associações de molas em série e paralelo por medida do período das oscilações harmônicas.

2 - MATERIAL

Balança, molas helicoidais, massas aferidas, porta-peso, haste de madeira, suporte de base retangular, cronômetro, régua ou trena e papel milimetrado.

3 - INTRODUÇÃO

Ao ser aplicada uma carga no terminal livre de uma mola suspensa, esta se distende até o ponto de desenvolver a força elástica necessária a contrabalançar o peso da carga. Algumas molas, entretanto, apresentam distensão mesmo sem sofrer a ação de uma carga suspensa. Isso ocorre por reação ao peso da própria mola. Em geral a distensão de uma mola resultará dos efeitos combinados da carga externa aplicada e da carga intrínseca, representada pelo peso da própria mola. Se, contudo, aumentarmos gradativamente a carga externa, a contribuição da carga intrínseca para a distensão total passará a ser cada vez menos significativa e, alcançando certo afastamento entre as espiras, pode ser desprezada. A partir daí, portanto, basta considerar o efeito único da carga externa. A mola então se distenderá da maneira "normal", quer dizer, dentro do limite chamado elástico, a carga adicionada será diretamente proporcional ao alongamento, como estabelece a lei de Hooke. Quando excitado, o sistema massa-mola executa movimento harmônico simples, cujo período é dado por: (1)

sendo T o período de vibração, Me a massa efetiva do sistema oscilante e K a constante elástica da mola, isto é, a razão entre a força aplicada e o alongamento sofrido pela mola. Excluído o caso ideal de uma mola de massa nula, devemos considerar o fato de que a mola também oscila e portanto que sua própria inércia contribui para o período do sistema oscilante. Note que este efeito