Faculdade de Tecnologia de Mogi Mirim
“Arthur de Azevedo”
Roteiro para prática experimental
EXPERIMENTO 8
Força não constante: força da mola e
Associação de molas
Disciplina: Física Experimental
GRUPO DE TRABALHO:
Estudante 1 (nome e R.A.)
Estudante 2 (nome e R.A.)
Estudante 3 (nome e R.A.)
Estudante 4 (nome e R.A.)
Agosto/2014
E5-1
EXPERIMENTO 8
FORÇA NÃO CONSTANTE: FORÇA DA MOLA E
ASSOCIAÇÃO DE MOLAS
Equipamento: Haste vertical graduada (vermelha), 3 massas e 3 molas em espiral com 2 delas
sendo iguais; régua e caderno de anotações.
Acessórios: régua, caderno de anotações
1. INTRODUÇÃO
Como exemplo de uma força não constante utilizaremos a força de uma mola que é uma
função da distância (⃗
⃗
), sua intensidade é determinada teoricamente por:
⃗⃗
onde k é denominado de constante elástica da mola (“guarda” todas as propriedades da mola), x é
o deslocamento e o sinal negativo refere-se a relação oposta entre a o vetor força da mola e o
vetor deslocamento. As observações teóricas são de que:

A equação é linear (indica proporcionalidade direta);

k é o coeficiente angular da reta.
1. OBJETIVOS

verificar a variação da força da mola com o deslocamento.

Determinar a constante elástica da mola.

verificar o comportamento elástico (ou rigidez) de sistemas que tenham molas em
série e molas em paralelo.
E5-2
2. FORÇA DA MOLA
2.1. Procedimentos
1) Monte o sistema como na figura 1 abaixo;
Figura 1 – Montagem do aparato para experimento de força não constante (força de uma mola).
2) Defina um ponto inicial de referência como sendo x = 0.
3) Construa uma tabela no caderno de anotações com 3 colunas: uma para anotar o
deslocamento, outra para anotar a massa correspondente e outra para quantificar a
força da mola. Veja modelo abaixo.
Deslocamento x (mm)
Massa (g)
Força (N)
4) Coloque uma massa no suporte e anote o deslocamento e o valor da massa utilizada;
5) Repita o processo para um total de 7 massas.
6) Execute todo o procedimento com a outra mola distinta.
2.2. Análise do experimento: Verificação da variação da proporcionalidade da força
E5-3
1) Para cada mola, verifique o valor da razão m. /x em cada massa utilizada (onde g
é aceleração da gravidade e considerada igual a 9,81 m/s2). O que você conclui?
Resp.:_____________________________________________________________
2) Explique a relação de m (força peso) com a ⃗ força da mola.
Resp.:____________________________________________________________
3) Construa um gráfico para cada mola de F versus x e determine a constante
elástica da mola.
3. ASSOCIAÇÃO DE MOLAS
3.1. Procedimentos para molas em série.
1) Monte o sistema como na figura 2 abaixo utilizando uma das molas que possui o par
igual;
Figura 2 - Montagem do aparato experimental para molas em série.
2) Defina um ponto inicial de referência como sendo x = 0.
3) Construa uma tabela no caderno de anotações com 3 colunas: uma para anotar o
deslocamento, outra para anotar a massa correspondente e outra para quantificar a
força da mola, como realizado na tarefa anterior.
4) Coloque uma massa no suporte e anote o deslocamento e o valor da massa utilizada;
E5-4
5) Repita o processo para um total de 7 massas.
3.2. Análise do comportamento de molas em série.
1) Verifique o valor da razão m. /x em cada massa utilizada (onde g é aceleração da
gravidade e considerada igual a 9,81 m/s2). O que você conclui?
Resp.:_____________________________________________________________
2) Explique a relação de m (força peso) com as ⃗ forças das molas.
Resp.:____________________________________________________________
3) Construa um gráfico para o conjunto de molas em série de F versus x e determine
a constante elástica equivalente (keq) das molas em série.
4) Determine teoricamente, utilizando a resposta da questão 2 para construir o
diagrama do corpo livre, uma equação para a constante elástica equivalente.
Calcule keq utilizando sua equação e compare com o keq determinado
experimentalmente.
3.3. Procedimentos para molas em paralelo.
6) Monte o sistema como na figura 3 abaixo utilizando uma das molas que possui o par
igual;
Figura 3 - Montagem do aparato experimental para molas em paralelo.
E5-5
7) Figura 2 - Montagem do aparato experimental para molas em série.
8) Defina um ponto inicial de referência como sendo x = 0.
9) Construa uma tabela no caderno de anotações com 3 colunas: uma para anotar o
deslocamento, outra para anotar a massa correspondente e outra para quantificar a
força da mola, como realizado na tarefa anterior.
10) Coloque uma massa no suporte e anote o deslocamento e o valor da massa utilizada;
11) Repita o processo para um total de 7 massas.
3.2. Análise do comportamento de molas em paralelo.
5) Verifique o valor da razão m. /x em cada massa utilizada (onde g é aceleração da
gravidade e considerada igual a 9,81 m/s2). O que você conclui?
Resp.:_____________________________________________________________
6) Explique a relação de m (força peso) com as ⃗ forças das molas.
Resp.:____________________________________________________________
7) Construa um gráfico para o conjunto de molas em paralelo de F versus x e
determine a constante elástica equivalente (keq) das molas em paralelo.
8) Determine teoricamente, utilizando a resposta da questão 2 para construir o
diagrama do corpo livre, uma equação para a constante elástica equivalente.
Calcule keq utilizando sua equação e compare com o keq determinado
experimentalmente.
3.3. Análise geral sobre a mecânica dos sistemas de associação de molas
1) Com base nos valores de k obtidos para: 1 mola, 2 molas em série e 2 molas em
paralelo, realize as tarefas:
(a) Ordenar em ordem decrescente os k’s do sistema mais rígido para o menos
rígido. Resp.:____________________________________________________
(b) Argumente ou construa um sistema utilizando as 3 molas que tenha um rigidez
intermediária entre as 2 molas em série e 2 molas em paralelo.
Resp.:____________________________________________________________
E5-6