Física 1 - Experiência 4 Lei de Hooke Prof.: Dr. Cláudio S. Sartori INTRODUÇÃO: Forma Geral dos Relatórios. Referências:

Transcrição

1 Físca 1 - Experêca 4 Le de Hooe Prof.: Dr. Cláudo S. Sartor ITRODUÇÃO: Fora Geral dos Relatóros É uto desejável que seja u cadero grade (forato A4) pautada co folhas eueradas ou co folhas eueradas e quadrculadas, do tpo cotabldade, de capa dura preta, brochura. Chaareos de Cadero de Laboratóro. o verso deste cadero você pode fazer o rascuho a láps. a parte euerada fará o relatóro co a segute estruturação: o ío, para cada expereto o Cadero de Laboratóro deve sepre coter: 1. Título do expereto data de realzação e colaboradores; Referêcas: 1. G.L. Squres, "Practcal Physcs" (Cabrdge Uversty Press, 1991), capítulo 10, pp ; e D.W. Presto, "Experets 1 Physcs" (Joh Wley & Sos, 1985), pp C. H. de Brto Cruz, H. L. Fragto, Gua para Físca Experetal Cadero de Laboratóro, Gráfcos e Erros, Isttuto de Físca, Ucap, IFGW D.W. Presto, "Experets Physcs" (Joh Wley & Sos, 1985), pp. 1-3; G.L. 4. C.E. Hees, W.O.. Guarães e J.A. Rovers, "Probleas Experetas e Físca" 3ª edção, (Edtora da Ucap, 1989), capítulo V, pp Objetvos do expereto; 3. Rotero dos procedetos experetas; 4. Esquea do aparato utlzado; 5. Descrção dos prcpas struetos; 6. Dados eddos; 7. Cálculos e Trataeto Estatístcos dos dados experetas; 8. Gráfcos; 9. Resultados e coclusões. O forato de apresetação destes 9 tes ão é rígdo. O as dcado é usar u forato seqüecal, aotado-se à edda que o expereto evolu.

2 Teora Físca 1 - Experêca 4 Le de Hooe Prof.: Dr. Cláudo S. Sartor Le de Hooe E 1660 o físco glês R. Hooe ( ), observado o coportaeto ecâco de ua ola, descobru que as deforações elástcas obedece a ua le uto sples. Hooe descobru que quato aor fosse o peso de u corpo suspeso a ua das extredades de ua ola (cuja outra extredade era presa a u suporte fxo) aor era a deforação (o caso: aueto de copreto) sofrda pela ola. Aalsado outros ssteas elástcos, Hooe verfcou que exsta sepre proporcoaldade etre força deforates e deforação elástca produzda. Pôde etão eucar o resultado das suas observações sob fora de ua le geral. Tal le, que é cohecda atualete coo le de Hooe, e que fo publcada por Hooe e 1676, é a segute: As forças deforates são proporcoas às deforações elástcas produzdas. Estado ua ola o seu estado relaxado e sedo ua extredade atda fxa, aplcaos ua força(f) à sua extredade lvre, observado certa deforação.ao observar esse fato, Hooe estabeleceu ua le, a Le de Hooe, relacoado Força Elástca(F el ), reação da força aplcada, e deforação da ola Daôetro Os daôetros e geral são cohecdos balaça de pexero, elas costa e geral de ua caxa etálca que coté o seu teror ua ola presa. a outra extredade da ola exste u gacho que sa para parte exteror da caxa. É este gacho que são colocados os pesos a sere eddos. a parte superor da caxa exste u outro gacho ou aro que serve para seguraros o daôetro. Para saberos qual o valor do peso a ser eddo exste u ídce que tabé está preso a ola. Ver fgura abaxo. F x x L L 0 Tabé pode ser destado a edr a rotação (rp) e o báro produzdos por u otor. O aparelho faz u gráfco do báro e potêca e fução da rotação do otor. Iteraete,a aora dos daôetros são dotados de ua ola que se dstede à edda que se aplca a ele ua força. Esse equpaeto ada esura o coportaeto da carga alargada ou tesão por deforação, de ua ola, deslocaeto do ar, ou extesão de lgas etálcas, que copreederá e deterar o coefcete de frcção etre os ateras. Sua resposta se dá e valores e ewtos () ou e qulograa-força (gf), coo por exeplo 100gf=1 ewto / 9,8 ewto =1gf. Exste dversos tpos de daôetros, dos quas se destaca pela sua portâca e aplcação: daôetro de Be que serve

3 Físca 1 - Experêca 4 Le de Hooe Prof.: Dr. Cláudo S. Sartor para deterar da resstêca dâca do papel, daôetro de ola que é usado para edr o peso de u corpo e por últo o daôetro hdráulco é bascaete utlzado para edr passos. Os daôetros são uto útes o desevolveto e preparação de otores, be coo apurar as perdas por atrto a trasssão de potêca até às rodas. Por exeplo, se a dya ostrar que u deterado otor produz 400. de báro, as só traste 350. às rodas, etão podeos tetar reduzr o atrto do cojuto caxa/trasssão de fora a zar as perdas. Este tpo de equpaeto é uto dspedoso. A título de exeplo, o custo de u baco de potêca. P f P R ot Pode-se utlzar para edr a potêca do otor u dspostvo costtuído por u volate crcudado por ua cta coectada a u braço cuja extredade se apóa sobre a platafora de ua balaça. O volate é acoado pelo otor e te seu oveto restrgdo pela pressão aplcada à cta, que traste o esforço ao braço apoado sobre a balaça. Co as leturas da balaça, calcula-se o esforço despeddo pelo otor. É cohecdo coo FREIO DE PROY. O cálculo da potêca do otor se faz cosderado a rotação f, a letura da balaça P e o copreto do braço para calcular o torque. Materal Utlzado assas. Daôetro. Balaça dgtal. Procedeto Experetal 1. Escolher dversas assas.. Pedurar a assa o daôetro; ao atgr o equlíbro (P = x), edr a deforação da ola x. 3. Calcular a costate elástca. eso Tabela experetal Medções (g) g = 9.81 /s² x () g x Aálse dos dados Experetas obtdos Coplete a tabela, usado o odo estatístco da calculadora e obtedo: o Méda da costate elástca: 1 o Desvo padrão populacoal da costate elástca: 1 o Erro assocado à éda dacostate elástca: o Apresetação do resultado: Faça ua regressão lear para a equação: P x Coloque a reta da regressão jutaete co u gráfco de dspersão xp, para cada esfera. y b x a b Copare co o valor de obtdo a lteratura, os dos étodos. 3 Coclusões Referêcas [1] []

4 Apêdce: Físca 1 - Experêca 4 Le de Hooe Prof.: Dr. Cláudo S. Sartor Método dos Míos Quadrados: Para aproxaros ua fução f tabelada e potos dsttos x 1,x,x 3,...,x por ua fução g da fora: 0 a g ( x) Precsaos deterar os valores a 0, a 1,..., a que za a soa dos quadrados dos resíduos M(a 0, a 1,..., a ) os potos x 1, x, x 3,..., x. : M ( a, a,.., a ) f ( x ) g( x ) 1 f ( x ) a g ( x) a g ( x) a g ( x) E precsaos obter a 0,a 1,...,a tal que: M ( a 0,..., a ) 0 a Chegaos u sstea deoado sstea oral: g0 g0 g1 g0 g1 g1 g1 g1 g g g0 g g0 g g l a g f 0 0 a1 g1 f a g f Teos a segute propredade: g g j g j g 1) Ajuste lear sples: Regressão Lear y b x a Seja u cojuto de potos: (x,y ). Ass tereos: x y x y b a x x 1 1 y x x x y x x 1 1 Coefcete de deteração: U étodo de edr a qualdade do ajuste lear sples é através do coefcete de deteração: R 1 x y x y / 1 x x y y 1 1 / / Sedo: 0 R 1. Quato as próxo de 1 estver o coefcete de deteração, elhor será o ajuste. 4

5 Físca 1 - Experêca 4 Le de Hooe Prof.: Dr. Cláudo S. Sartor 5