Lei de Hooke

ÍNDICE

1. Introdução        03
2. Objetivo        04
3. Parte experimental        04

1. Materiais        04
2. Procedimento        04

1. Resultados e discussão        05
2. Conclusão        06
3. Referências        07

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1-  INTRODUÇÃO

Conhecemos certos materiais capazes de se deformar esticando ou comprimindo com o resultado da força exercida sobre o mesmo, como por exemplo a borracha ou outros polímeros. Alguns metais também podem retornar naturalmente a sua condição inicial depois de deformados, como por exemplo um fio de metal de cobre ou aço. Existem molas de diferentes tipos e formatos, no entanto, essa mobilidade é melhor aproveitada em uma mola “helicoidal”, no qual o fio tem um formato espiral.

Entender o funcionamento de uma mola não é uma tarefa muito complicada uma vez que podemos verificar seu funcionamento até mesmo com as molas existentes dentro de algumas de nossas canetas. Esse objeto ao ser deformado por uma força qualquer aplicada sobre ele tente a voltar para seu formato original, conferindo assim uma utilidade mecânica. As características que os materiais apresentam quando sofrem deformação estão diretamente ligadas as propriedades químicas como estrutura ou tipo de ligação presente.

Há dois tipos de deformação que podem ocorrer nos materiais que compõem uma mola. A “deformação elástica” que é aquela onde o material retorna a suas condições iniciais depois que a tensão aplicada a ele é removida, e a “deformação plástica”, onde o material não é capaz de retornar as suas condições iniciais devido a tensão que foi aplicada ao material ter sido muito grande, ocorrendo uma deformação permanente. O mínimo de tensão necessário para ocorrer deformação permanente nos materiais é chamado de “limite elástico do material”.

O físico Robert Hooke ao estudar molas no século XVII observou que toda mola tem uma função força, onde a força capaz de deformar esse objeto elástico, era proporcional a deformação da mola. Ele conseguiu descrever uma equação que relacionava essa força (F) com a deformação (x) e uma constante de proporcionalidade (k), mostrando que a força elástica de uma mola tem que ser igual a força peso causadora da deformação.

𝐹  = −𝑘𝑥

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2-  OBJETIVO

Objetivou-se a preparação de um sistema mecânico composto por uma mola suspensa por um suporte para que fosse possível com auxílio de diferentes massas verificar a mudança no comprimento da mola e assim relaciona-la com a Lei de Hooke para a constante elástica.

3- PARTE EXPERIMENTAL

4.1- Materiais

• Suporte de Ferro com régua
• Mola
• Massas aferidas com gancho
• Cronômetro 4.2- Procedimento 1º Parte

1. No suporte de ferro posicionou-se a mola, anotando seu comprimento inicial em mm.
2. Inicialmente colocou-se 1 massa de 50g, mediu-se novamente o comprimento da mola para ver quantos centímetros a mola teria alongado.
3. Realizou-se o mesmo procedimento adicionando mais massa, neste caso foram realizadas medidas com 100g, 150g e 200g, totalizando quatro massas diferentes.
4. Montou-se o gráfico respectivo aos dados obtidos.

2º Parte

1. Prendeu-se uma massa de 50g a extremidade da mola
2. Puxou-se a mola para baixo com a mão para alonga-la até que fosse possível observe- la oscilando ao soltar.
3. Com um cronômetro anotou-se o tempo que a mola levava para realizar 10 oscilações, movendo-se para cima e para baixo.
4. Repetiu-se o processo com as massas de 100g, 150g e 200g.
5. Montou-se os gráficos respectivos aos dados obtidos.

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4- RESULTADOS E DISCUSSÕES

1º Parte

Ao acrescentar a primeira massa na mola foi possível observar que a mesma sofria uma deformação alongando-se e consequentemente ficando maior do que seu comprimento inicial, o fenômeno repetia-se a cada acréscimo de massa como mostra os dados da tabela abaixo.

Tabela 1- Resultados obtidos a partir do acréscimo de massa na extremidade da mola.

l(mm)	(l-lo)	m(g)
367	0	0
294	73	50
217	150	100
145	222	150
73	294	200

Com esses dados pode-se construir um gráfico onde é possível observar que seu comportamento é linear (como já era esperado), onde a massa adicionada a mola está fazendo o papel da força causadora de distorção na mola, e podemos ver que quando a força dobra a deformação também dobra e assim sucessivamente.