Molas Helicoidais - Apostilas - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
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Brigadeiro6 de Março de 2013

Molas Helicoidais - Apostilas - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

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Apostilas de Física sobre o estudo das Molas Helicoidais, força elástica, Lei de Hooke, sistema massa – mola.
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1. FUNDAMENTAÇÃO TEORICA

2.1. Força Elástica - Mola

Considere uma mola suspensa na vertical. Em sua extremidade livre, possui um corpo, a mola sofre uma deformação x pela força aplicada F.

Figura 1.

A força que a mola exerce sobre o corpo é chamada de força elástica da mola. Se esse corpo que foi suspenso na mola não causa deformação permanente na mola, ao retirá-lo a mola volta a sua configuração original. Por isso dizemos que a força que a mola exerce no corpo é elástica.

2.2. Lei de Hooke

A lei de Hooke consiste basicamente na consideração de que uma mola possui uma constante elástica k. Esta constante é obedecida até certo limite, onde a deformação da mola em questão se torna permanente. Dentro do limite onde a lei de Hooke é válida, a mola pode ser comprimida ou estendida, retornando a uma mesma posição de equilíbrio.

Analiticamente, a lei de Hooke é dada pela equação:

F=-k.x

2.3. Sistema Massa – Mola

Consideramos um sistema que possui um ponto de equilíbrio em relação à mola e a força aplicada a mesma. Na qual chamaremos de ponto 0 (x = 0). Se a força aplicada for maior que o ponto de equilíbrio, surge uma força restauradora: F= -K.x, que o trará a situação inicial.

A posição A e C representa a mola comprimida (ponto de equilíbrio), enquanto que a posição B representa a mola estendida (observe a Figura 2).

Figura 2.

A Medida (x) será a deformação em relação à força (m) definida antes por Força Restauradora. Onde se aumentar a força (m) a força restauradora (x) vai aumentar (estamos tomando o valor de x crescendo positivamente verticalmente para baixo do ponto de equilíbrio).

2.4. Movimento Harmônico Simples (MHS)

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O movimento harmônico simples é um fenômeno periódico, pois se repete, identificando, em intervalos de tempos iguais. O período T é o menor intervalo de tempo para uma repetição deste fenômeno realizado. Um oscilador harmônico efetua um movimento periódico, cujo intervalo é T para cada repetição do fenômeno realizado. Para este tipo de fenômeno alem de T é considerado outro tipo de grandeza que é a frequência f, que é o número de vezes que um movimento é repetido em um determinado intervalo de tempo.

Assim podemos verificar que fT = 1, assim: f = 1/T ou T = 1/f (T em segundos. F é Hertz).

Diz-se que um corpo está em MHS quando, em uma determinada trajetória, oscila periodicamente em torno de uma posição de equilíbrio.

Analisando o sistema massa – mola, aplicando uma força (m) e a força restauradora será a (x) onde oscilara por um determinado tempo ate restaurar o novo ponto de equilíbrio determinada pela força restauradora.

Figura 3.

Na Figura 3, observamos o MHS, onde o movimento ira oscilar. O ponto A é a mola em seu ponto de equilíbrio, após a força ser aplicada ira formar o Ponto B que ira estender ate a aceleração fica igual a zero e com isso subir ate o ponto C comprimindo a mola. Observando também que o movimento não ira acabar ate encontrar o novo ponto de equilíbrio, podendo assim ter vários períodos, pois depende da massa do corpo e da constante elástica da mola.

REFENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

* Figura 1, Algo Sobre: Física Elástica, (http://www.algosobre.com.br/images/stories/fisica/elastica01.jpg) Acessado em 20/10/2012.

* Figuras 2 e 3 adaptadas de Algo Sobre: Física Elástica, (http://www.algosobre.com.br/images/stories/fisica/elastica01.jpg) Acessado em 20/10/2012.

* HALLIDAY, David, Resnik Robert, Krane, Denneth S. Física 2, volume 1, 5 Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. 384 p.

* Educar, USP. Massa Mola. (http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2002/massamola/massamola.html) Acessado em 20/10/2012.

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