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Molas helicoidais 2
(Módulo de rigidez)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Objetivo
Estudo da variação da constante elástica com as dimensões da mola. 

Material
Haste de suporte; 
molas de diferentes materiais; 
presilha de mesa; 
presilha de 90o
cronômetro; 
balança de laboratório; 
porta-pesos; 
haste pequena; 
catetômetro; 
massas aferidas.

Procedimento
1)Admitir que, de 4 molas dadas, poderão ser escolhidos três pares; em cada um deles todas as características menos uma, serão iguais:

Par no 1:
diâmetros dos fios iguais;
diâmetros das molas iguais;
comprimentos das molas diferentes.

Par no 2:
diâmetros dos fios iguais;
diâmetros das molas diferentes;
comprimentos das molas iguais.

Par no 3:
diâmetros dos fios diferentes;
diâmetros das molas iguais;
comprimentos das molas iguais.

Aplicar a cada uma das molas, com os pares no 1, no 2, e no 3, quatro forças diferentes, lendo as respectivas deformações.
Para cada par de molas, construir um gráfico como o que segue, determinando qual das duas molas é mais elástica ('mais mole').
Na ilustração abaixo, a mola b é mais elástica que a mola a, pois, para uma mesma força F, ela sofre maior elongação. Nessa ilustração, temos:

aa > ab    ou    tgaa > tgab

sendo                                                         tgaa = ka       e    tgab = kb

obtém-se:                                                                    ka > kb

Conclui-se, portanto, que a elasticidade de uma mola é inversamente proporcional á sua constante elástica.


2) Determinar as constantes elásticas de todas as molas preenchendo as tabelas do tipo a seguir e construir 3 gráficos, todos do tipo da ilustração acima.

Par no 1
F (gf) Dya (cm) Dyb (cm) ka (gf/cm) kb (gf/cm)
médias            
Par no 2
F (gf) Dya (cm) Dyb (cm) ka (gf/cm) kb (gf/cm)
médias        
Par no 3
F (gf) Dya (cm) Dyb (cm) ka (gf/cm) kb (gf/cm)
médias        

3) Associar em série duas molas quaisquer e, de acordo com a tabela, como a que se segue, determinar a constante elástica da associação das molas.

ka (gf/cm)   kb (gf/cm)   FA (gf)   DyA (cm)   kA (gf/cm)

Questões:
1. Qual a relação das constantes elásticas das molas associadas em série e a constante elástica da associação?

2. Generalizar a conclusão anterior para o caso de n molas associadas em série:  k=f(ka,kb ...kn).

3. Construir o gráfico da associação mostrando, no mesmo, ser válida a conclusão da questão 1.



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