Força Elástica

Força elástica

Resumo

Os sistemas elásticos deformam-se por intermédio de forças deformadoras, mas logo que estas forças deixam de atuar e retomam à posição de equilíbrio. É a força elástica que embora atuando durante a deformação e opondo-se à força deformadora, restitui ao sistema a sua posição de equilíbrio. O sentido da força elástica depende do fato de haver alongamento ou compressão do corpo.

Palavra chave: elástica, deformação, mola, força.

Introdução

Ao estudar força elástica, o físico e matemático inglês Robert Hooke, verificou que ela é proporcional à de deformação sofrida pela mola, estabelecendo a seguinte relação, conhecida como Lei de Hooke.

Consideremos uma mola suspensa na vertical extremidade livre, a mola fica com um comprimento maior. A elongação da mola não é a força peso do corpo, mas uma força de origem eletromagnética, cujo módulo é igual ao módulo da força peso do corpo.

A força que a mola exerce

Ao aplicar uma força F na outra extremidade, a mola sofre uma deformação (estica ou comprime) dependendo do sentido no qual a força foi aplicada. Robert Hooke (1635 – 1703) estudando as deformações das molas observou que elas aumentam proporcionalmente à intensidade da força.

Diante de suas observações estabeleceu a lei de Hooke:

F = -k × x

O sinal negativo significa apenas que a força que a mola ou elástico exerce tem sentido oposto ao da deformação, indicando ser esta uma força restauradora.

Onde,

F → é a força aplicada em newtons (N)

k → é a constante elástica da mola (N/m)

x → é a deformação sofrida pela mola (m)

Observe que a lei de Hooke é uma função que depende exclusivamente da deformação da mola, uma vez que k é um valor constante (constante elástica). Ela poderia ser escrita da seguinte forma:

F(x) = kx → uma função do 1º grau ou função afim.

Se esse corpo que foi suspenso na mola não causa deformação permanente na mola, ao retirá-lo a mola volta a sua configuração original. Por isso dizemos que a força que a mola exerce no corpo é elástica.

Procedimento experimental

Materiais utilizados:

1- Molas;

2- Suporte de fixação;

3- Régua milimetrada;

4- Pesos;

Procedimento .

1º) Medir o comprimento inicial da mola.

2º) Prender uma massa na extremidade da mola.

3º) Medir o comprimento final da mola.

4º) Retirar a massa e verificar se mola volta ao tamanho inicial.

5º) Repetir o procedimento pelo menos com duas molas.

Discussão e Resultados

Tabela 01

N° M. Susp (Kg) F(N) X0 (m) X (m)

1 0,051 0,5 0,092 0,165 0,073

2 0,102 1 0,092 0,233 0,141

3 0,153 1,5 0,092 0,313 0,221

4 0,204 2 0,092 0,380 0,288

F = M × g

F = 0,051 × 9,81 = 0,5

F = 0,102 × 9,81 = 1

F = 0,153 × 9,81 = 1,5

F = 0,204 × 9,81 = 2

∆X = X – Xi

∆X = 0,165 - 0,092 = 0,073

∆X = 0,233 - 0,092 = 0,141

∆X = 0,313 - 0,092 = 0,221

∆X = 0,380 - 0,092 = 0,288

Tabela 02

N° M. Susp (Kg) F(N) X0 (m) X (m)

1 0,051 0,5 0,045 0,135 0,09

2 0,102 1 0,045 0,260 0,215