A Lei de Hooke

OBJETIVO / JUSTIFICATIVA:

• Interpretar o gráfico força x elongação;

• Enunciar a Lei de Hooke;

• Concluir sobre a validade da Lei de Hooke;

• Utilizar o conhecimento da Lei de Hooke para descrever o funcionamento de um dinamômetro.

INTRODUÇÃO:

A lei de Hooke é a lei da física relacionada à elasticidade de corpos, que serve para calcular a deformação causada pela força exercida sobre um corpo, tal que a força é igual ao deslocamento da massa a partir do seu ponto de equilíbrio vezes a característica constante do corpo que é deformada.

A lei de Hooke pode ser utilizada desde que o limite elástico do material não seja excedido. O comportamento elástico dos materiais segue o regime elástico na lei de Hooke apenas até um determinado valor de força, após este valor, a relação de proporcionalidade deixa de ser definida (embora o corpo volte ao seu comprimento inicial após remoção da respectiva força). Se essa força continuar a aumentar, o corpo perde a sua elasticidade e a deformação passa a ser permanente (inelástico), chegando à ruptura do material. O instrumento que usa a lei de Hooke para medir forças é o dinamômetro.

RELAÇÃO DE MATERIAIS:

• Um tripé;

• Três sapatas niveladoras;

• Uma mola;

• Um conjunto de massas acopláveis 25g e 50g;

• Um suporte fixo para associações de molas;

• Régua.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

• Colocamos a mola no suporte fixo.

• Medimos o comprimento da mola sem os ganchos (C0= 13,2cm).

• Pesamos as massas e anotamos na tabela 1, fizemos combinações de massas ( 25g, 50g, 75g e 100g) e também anotamos na tabela 1.

• Calculamos a F (N) para cada massa e combinação utilizada. F= m x g onde m = massa e g = aceleração da gravidade (adotamos o valor de 10m/s²).

• Colocamos as massas (uma a uma e suas combinações) na mola.

• Medimos o valor do comprimento da mola utilizando a régua e anotamos na tabela 1.

• Calculamos o valor de elongação da mola (x) e anotamos na tabela1.

Tabela 1

Nº de amostras Massa (Kg) Força (N) C medido (m) X = elongação (m) k= constante elástica (N/m)

1 0,025 0,25 14,8 0,016 15,63

2 0,05 0,5 17,1 0,039 12,82

3 0,075 0,75 19,6 0,064 11,72

4 0,1 1 21,6 0,084 11,90

Questões

Trace o gráfico da deformante F x (x). O que ele representa? Qual o significado de sua inclinação? Explique

R: O gráfico representa a relação da deformação de uma mola pela força aplicada na mesma, analisando o gráfico verificamos que ao aumentar a força ocorre o aumento da deformação proporcionalmente, indicando que são diretamente proporcionais, considerando o erro e sua justificativa, a reta inclinada indica a constante elástica que é o valor do resultado da divisão da força pela deformação da mola, e por definição deve ser igual para uma mesma mola.

TRATAMENTO DOS DADOS

k= constante elástica (N/m) Média de k Erro médio

K1 15,63 13,0175 2,6125 2,6125

K2 12,82 13,0175 -0,1975 0,1975

K3 11,72 13,0175 -1,2975 1,2975

K4 11,9 13,0175 -1,1175 1,1175

∑ das constantes 52,07 5,225 ∑Δ erro médio