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 90^o; 
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 n^o 1:
diâmetros dos fios iguais;
diâmetros das molas iguais;
comprimentos das molas diferentes.

Par n^o 2:
diâmetros dos fios iguais;
diâmetros das molas diferentes;
comprimentos das molas iguais.

Par n^o 3:
diâmetros dos fios diferentes;
diâmetros das molas iguais;
comprimentos das molas iguais.

Aplicar a cada uma das molas, com os pares n^o 1, n^o 2, e n^o 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:

a_a > a_b    ou    tga_a > tga_b

sendo                                                         tga_a = k_a       e    tga_b = k_b

obtém-se:                                                                    k_a > k_b

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.

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.

k_a (gf/cm)   k_b (gf/cm)   F_A (gf)   Dy_A (cm)   k_A (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(k_a,k_b ...k_n).

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