Associação de molas

Associação de molas

 

Duas molas 1 e 2 tem constantes elásticas k₁ e k₂, respectivamente. Podemos associá-las em série ou em paralelo. Em cada uma dessas associações podemossubstituir as duas molas por uma única, que produza o mesmo efeito e que chamamos de mola equivalente de constante elástica k_e.

Associação em paralelo

Nesse caso a deformação x sofrida por cada uma das molas é a mesma.

                          

Quando deformadas de x, a mola 1 fica sujeita a uma força F₁ = k₁.x e a mola 2 a uma força F₂ = k₂.x.

A mola equivalente, quando submetida à mesma força F, sofre a mesma deformação x de modo que F = k_e.x.

Observe que F = F₁ + F₂   k_e.x = k₁.x + k₂.x k_e = k₁ + k₂.

Se você tiver n molas   K_e = K₁ + K₂ + K₃ + …. K_n.

Associação em série

 

Nesse caso as molas 1 e 2 estão sujeitas à mesma força F e sofrem deformações diferentes x₁ e x_2.

                                                

Se você tiver n molas 1/K_e = 1/K₁ + 1/K₂ + 1/K₃ + …. 1/K_n.

 

 

O que você deve saber, informações e dicas

A constante elástica é algo que define a mola, isto é, suas características físicas (maleabilidade, maciez), constantes elásticas maiores tendem a ter uma rigidez maior.

Associação em série

 

Associação em paralelo

 

 

Na associação de molas em série onde 1/k_e = 1/k₁ + 1/k₂, o valor de k_e fica bastante reduzido, sendo que a mola equivalente é menos rígida, mais deformável.

Se quisermos aumentar a rigidez da mola equivalente, torna-a menos deformável, devemos associar as molas em paralelo, onde k_e = k₁  + k₂. É mais eficaz e ocupa menos espaço.

 

 Você parte uma mola de constante elástica K em duas partes iguais, de modo a obter duas molas idênticas.

Cálculo da constante elástica K’ de cada pedaço que é diferente de K, pois apesar do material ser o mesmo, o número de espiras diminui:

A mola original de constante elástica K é composta das duas metades de constantes elásticas K’, associadas em série.

Na associação em série 1/K = 1/K’ + 1/K’ 1/K = 2/K’ K’ = 2K (a rigidez de cada metade fica o dobro da constante da mola original, tornando-as menos deformáveis).

Se você associar cada uma dessas metades de (K’ = 2K) em paralelo você obterá uma mola de

constante elástica equivalente K_e, tal que K_e = K’ + K’ = 2K + 2K K_e = 4K (a rigidez da mola equivalente da associação paralelo dessas duas metades fica quatro vezes maior que o da constante da mola original, tornando a mola equivalente menos deformável).

 

Confira os exercícios com resolução comentada