1. Temas abordados

1.1 A curva característica do medidor de deslocamento para o módulo de Young.

1.2 Sistemas estruturais, o módulo de Young da barra chata apoiada pelos extremos.

2. Objetivo

Determinar o módulo de Young e compará-lo com o valor tabelado.

3. Introdução

Módulo de Young ou módulo de Elasticidade é uma grandeza que proporciona a medida da rigidez de um material sólido quando este é submetido a uma tensão externa de tração ou compressão. Basicamente, é a razão entre a tensão aplicada e a deformação sofrida pelo corpo, quando o comportamento é linear.

Quanto maior o módulo de Elasticidade, maior a tensão necessária para o mesmo grau de deformação e, portanto mais rígido é o material.

Onde:E = Módulo de Young (N/mm²)L = comprimento da barra (mm)b = espessura da barra (mm)a = largura da barra (mm)

= força vertical aplicada à barra (N)

= flexão sofrida pela barra ao ser carregada (mm)

A Elasticidade é uma propriedade intrínseca dos materiais, depende da composição química, microestrutura e defeitos (poros e trincas). A diferença no módulo de elasticidade nos metais, cerâmicas e polímeros é consequência dos diferentes tipos de ligações atômicas existentes neles. Além disso, com o aumento da temperatura, o módulo de Elasticidade diminui para praticamente todos os materiais, com exceção de alguns elastômeros.

4. Materiais utilizados

Painel de múltiplas funções com mesa sustentadora deslizante (1); Tripé universal delta max (2); Medidor de deslocamento com divisão de 0,01 mm (3); Suporte do medidor (4); Estribo deslizante para acoplamento (5); Dinamômetro 2N (11); Haste de 500 mm (12); Mufa com parafuso e fixação do dinamômetro (13); Fio de poliamida com anéis (14); Suportes móveis; Ganchos longos para acoplamento de cargas;

Roteiro para aula prática - Módulo de Young

Curso – Engenharia Civil/ Mecânica/ Produção 4º Período

Professor: Amanda Pereira / Sabrina Sampaio Data:

Cargas de 100 gf; Barra chata de latão, aço e alumínio; Paquímetro e

5. Procedimento experimental: Sistemas estruturais, o módulo de Young da barra chata apoiada pelos extremos.

1. Monte o conjunto, com os suportes A e B sobre as marcas de 50 mm e 450 mm do painel (já montado).

2. Meça a largura a e a espessura b da barra chata.3. Com cuidado, coloque a barra apoiada nos suportes A e B indicadas na figura 2 abaixo.

Figura 2

4. O comprimento L a ser considerado é a distância entre os pontos de apoio da barra, nos suportes A e B. (L = 400mm)

5. Ao colocar a barra apoiada nos suportes A e B, observar a posição indicada pelo medidor de deslocamento. O valor observado deve ser anotado na primeira linha da tabela abaixo como o valor

de .

6. Lembrando que 100gf = 0,98N, complete a segunda coluna ( ) da tabela 1 abaixo, convertendo a

força que será aplicada ( ) para newtons.7. Posicione o estribo (3) na parte central da barra, como mostrado na figura abaixo e suspenda com um

gancho (6) um peso de 100 gf (7).

Figura 3

8. Complete a terceira coluna com os valores observados no medidor de deslocamento (mm), para cada peso aplicado.

9. Complete a quarta coluna para encontrar o valor da deformação (mm) para cada força aplicada.

Tabela 1

Força aplicada

(gf)

Força deformadora aplicada

(N)

Valor de x (Deformação)(mm)

0 0,00 =

100 (1 peso) =

200 (2 pesos) =

300 (3 pesos) =

400 (4 pesos) =

500 (5 pesos) =

10. Construa o gráfico: Força deformadora aplicada ( ) versus Deformação.

11. Calcular o módulo de Young (E) da barra chata utilizada, a partir da equação dada na Introdução. Comparar com o valor tabelado para o material com o qual é feito a barra utilizada neste experimento.

6. Bibliografia

HIBBELER, R.C. Resistência dos Materiais, 7ª Edição. São Paulo, 2010

BEER, F. P., RUSSEL, E. J., DEWOLF, J. T., MAZUREK, D. F., Mecânica dos Materiais, 5ª Edição, São Paulo, 2008.