Cálculo Do Limite De Elasticidade - 3B SCIENTIFIC PHYSICS 8405740 Instrucciones De Uso

4. Adicionalmente necessário
Para a montagem:
1 pé em H
3 varas de apoio, 750 mm, 12 mm Ø
1 manga quadrangular
1 vara com gancho
Para a medição dinâmica:
1 cronômetro
5. Exemplos de experiências
5.1 Medição estática na faixa elástica
•
Montagem da experiência conforme fig. 1.
•
Montar o disco com a sua manga de tensão em
frente do apoio na mesma altura. Ao fazê-lo,
garantir uma posição horizontal e uma
orientação exata da manga de tensão no lado
oposto.
•
Tender a vara de torção sem girar entre as
duas mangas, para tal, ajustar o pé em H no
comprimento certo.
•
Ajustar o ponto zero da escalo angular. Para
tal, soltar levemente o parafuso estriado do
apoio e virar a vara. Apertar o parafuso
estriado novamente.
•
Fixar o rolo de desvio na vara de apoio. Prestar
atenção par que o rolo de desvio se encontre
colocado no mesmo plano vertical que o disco.
•
Pendurar o dinamômetro sobre o rolo de
desvio com a vara com gancho por meio da
manga quadrangular.
•
Fixar a linha de cânhamo no disco, passar pela
ranhura e por cima do rolo de desvio e fixar o
dinamômetro.
•
Elevar a força que age no disco, e com isto o
momento de rotação, deslocando o rolo de
desvio ao longo da vara de apoio a passos de
0,1 N e registrar o ângulo de torção criado.
•
Representar graficamente o torque (momento
de torção) em função do ângulo de torção .
A montagem experimental proporciona aqui uma
ação sempre vertical da força, já que a linha tem
um percurso tangencial ao disco. Com isto pode ser
calculado o torque agente conforme a simples
fórmula
= ⋅
M F r
Deve-se prestar atenção para que a força não seja
aumenta demais, para que não seja abandonada a
área elástica da deformação (diferente conforme o
material). Se o disco retorna ao ponto zero após a
descarga, a área de
ultrapassada.
8611130
8611340
8613180
8615110
8533135
elasticidade não foi
Na área elástica o momento de torção ativo M é
proporcional ao ângulo de torção ϕ. Esta relação
pode ser representada como a seguir:
= ϕ ⋅
M D .
W
O fator de proporcionalidade D
referência do ângulo. Esta grandeza física depende
das dimensões e do material de que é feito o arame.
Ela pode ser calculada a partir da inclinação das
retas no diagrama, ou a partir do quociente do
momento de torção M e o ângulo de torção ϕ:
D = M/ϕ
W
A grandeza de referência angular D
material diminui com o aumento do comprimento
do arame e aumenta com o aumento do diâmetro
do arame.
5.1.1 Cálculo do limite de elasticidade
•
Montar o aparelho como descrito em 5.1.
•
Deslocando o rolo de desvio aumentar a força
a passos de 0,1 N e registrar o ângulo de torção
correspondente.
•
A cada passo no aumento da força, controlar o
ângulo de 0° como posição de repouso
retirando o
descarregando o disco.
Se o disco não retornar até o ângulo de 0° depois
ser descarregada e resta uma deformação residual,
então significa que o limite de elasticidade foi
ultrapassado.
Os ângulos de torção e momentos de torção
obtidos dependem do material e da geometria
(comprimento e diâmetro do arame estudado).
Se o limite de elasticidade é ultrapassado, então os
valores de medição não se encontram mais numa
linha reta. Surge uma deformação plástica
(permanente) do arame.
5.2 Medição estática na faixa de plasticidade –
histerese mecânica
•
Montar o aparelho de torção como descrito em
5.1.
•
Deslocando o rolo de desvio aumentar a força
a passos de 0,1 N e registrar o ângulo de torção
correspondente.
•
Ao chegar num ângulo de torção de 180°,
reduzir novamente a força a passos de 0,1 N.
Mesmo com uma descarga completa ainda há um
ângulo de torção, o arame foi deformado
plasticamente num valor correspondente.
•
Agora, colocar a linha sobre o disco na direção
contrária de modo que a ação da força do
dinamômetro de mola ocorra na direção
oposta.
•
Aumentar novamente a força a passos de 0,1 N
e registrar o ângulo de torção correspondente.
2
é a grandeza de
w
w
dinamômetro de mola
de um
e