Laboratório de Física II Aula 02: Lei de Hooke e

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 série e em paralelo.
Calcularemos a constante elástica resultante para cada associação. No laboratório você
terá oportunidade de verificar experimentalmente os resultados teóricos aqui encontrados
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
tal que:
Se aplicarmos esta mesma força à mola 2 teremos:
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:
Fonte1
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Fonte -- Figura 1. Associação de duas molas em série. Em A sem força aplicada, em B com força aplicada.
1
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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:
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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 uma semana para entregar o seu relatório. Os relatórios valem
nota, capriche!
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.
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interessante para os demais colegas.
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