LABORATÓRIO DE FÍSICA II
AULA 02: LEI DE HOOKE E ASSOCIAÇÃO DE MOLAS
TÓPICO 02: ASSOCIAÇÃO DE MOLAS
OBSERVAÇÃO
Neste tópico discutiremos teoricamente as associações de molas em
e em PARALELO. Calcularemos a constante elástica resultante para
cada associação. No laboratório você terá oportunidade de verificar
experimentalmente os resultados teóricos aqui encontrados
SÉRIE
Associação em série
Consideremos duas molas: uma mola 1 com constante elástica k1 e uma
mola 2 com constante elástica k2. Assim, aplicando-se uma força F à mola 1
ela sofrerá uma elongação
Figura 1. Associação de duas molas em
série. Em A sem força aplicada, em B
tal que:
Se aplicarmos esta mesma força à mola 2 teremos:
com força aplicada.
Associando-se estas duas molas em série, Figura 1, e aplicando-se a
mesma força F, referida anteriormente, ao conjunto, teremos que o mesmo
se comportará como uma mola equivalente de constante elástica kE e sofrerá
uma elongação
Acontece que uma força F, aplicada à mola inferior da associação em
série, se transmite para a outra mola de tal modo que cada mola
individualmente estará sujeita a uma mesma força F. Assim, a associação
sofrerá uma elongação dada por:
Para a associação, temos:
Combinando as equações (7), (2) e (4) com a equação (5) teremos:
após dividirmos ambos os lados por F, fica:
que é a equação que nos dá a constante elástica equivalente da
associação em série de duas molas.
ASSOCIAÇÃO EM PARALELO
Considere o sistema da Figura 2. Ligando as duas extremidades das
molas por uma barra rígida e suspendendo um peso P, as duas molas serão
forçadas a sofrer deformações iguais,
Figura 2. Duas molas associadas em paralelo. Em A as molas estão sem qualquer massa
suspensa e em B com uma massa suspensa (não mostrada).
Aplicando a Lei de Hooke para cada mola, temos:
As duas forças somadas são iguais a uma força equivalente FE que é
igual ao peso P. Aplicando a Lei de Hooke ao sistema equivalente, temos:
A equação acima fornece a constante elástica equivalente para uma
associação em paralelo de duas molas; esta relação pode ser facilmente
generalizada para uma associação em paralelo de n molas:
Na PRÁTICA 2: LEI DE HOOKE E ASSOCIAÇÃO DE MOLAS,
estudaremos experimentalmente a deformação de uma mola em função da
força aplicada, verificaremos que para deformações reversíveis a lei de
Hooke é observada. Também, determinaremos a constante elástica
equivalente para uma associação de molas em série e para uma associação de
molas em paralelo.
EXERCITANDO
Agora é só fazer a prática, escrever o Relatório e colocar no seu
portfólio. Uma vez feita a prática você terá até o próximo encontro
presencial para entregar o seu Relatório. Você poderá postar o Relatório
no seu portfólio ou se preferir entregar o Relatório, impresso ou
manuscrito, diretamente ao seu Tutor. Neste caso deverá postar no seu
portfólio um arquivo com seu nome informando que o relatório será
entregue ao Tutor. Desse modo será possível ao Tutor colocar sua nota no
Solar. Os relatórios valem nota, capriche!
Atenção: Lembre-se que para fazer as práticas 1 e 2 você deverá
comparecer ao primeiro encontro presencial com os roteiros impressos
correspondentes que estão no material de apoio.
Sem os roteiros impressos você não poderá fazer as
práticas.
FÓRUM
No Fórum “AULA 2 - LEI DE HOOKE E ASSOCIAÇÃO DE MOLAS”,
você pode comentar qualquer dificuldade encontrada na prática, reportar
qualquer problema que por ventura tenha ocorrido durante os
experimentos, colocar suas dúvidas, fazer sugestões, etc.
Poste também qualquer material que você tenha encontrado e que
julgue seja interessante para os demais colegas.
FONTES DAS IMAGENS
Responsável: Prof. Nildo Loiola
Universidade Federal do Ceará - Instituto UFC Virtual