COMPROVACAO EXPERIMENTAL DA LEI DE HOOKE

FAT – Faculdade de Tecnologia de Resende

Departamento de Energia e Mecânica

Física Teórica e Experimental I

Prática 10

Título: Comprovação Experimental da Lei de Hooke

1. Objetivos:

Ao término das atividades o aluno deverá ser capaz de:

- Interpretar um 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.

2. Material necessário:

- Um tripé (G);

- Três sapatas niveladoras (opcional) (D);

- Três molas helicoidais;

- Um conjunto de massas acopláveis de 50g (F) e gancho lastro (C);

- Um perfil universal com escala milimetrada (A);

- Um suporte fixo para associações de molas (B);

- Um suporte móvel para associações de molas em paralelo (E).

3. Fundamentos teóricos:

A experiência prática do dia-a-dia nos informa que as molas helicoidais se distendem e se comprimem quando sujeitas à ação de forças externas. É evidente que cada mola poderá suportar até uma certa intensidade de força deformante (para valores acima deste limite, a mola se deformará permanentemente, isto é, cessada a ação da força deformante, a mola não retornará mais ao seu comprimento inicial).

4. Montagem:

Verifique se a situação do equipamento confere com a da figura 1.

Suba ou desça o suporte fixo (B) de modo que a parte inferior do gancho lastro fique assinalando um dado valor na escala (este valor será arbitrado com zero, e a partir dele, serão feitas as medidas).

O gancho funcionará como lastro, não o considere como carga.

5. Andamento das atividades:

5.1 O material que você possui será utilizado para estabelecer medidas que lhe auxiliarão a determinar a Lei de Hooke.

Coloque o gancho lastro suspenso na mola, considerando a sua posição de equilíbrio como ZERO.

Assinale a posição de equilíbrio arbitrada como zero na escala.

5.2 Acrescente outras massas, uma de cada vez, completando (para cada caso) as lacunas da tabela 1.

Nº de medições F (Newton) x = elongação (m)

1 Lastro Arbitrando zero = 0

2

3

4

5

Tabela 1

5.3 Trace o gráfico da força deformante F versus x.

Observações:

1) Cada massa possui pese o peso de 50gf (50gf equivalem a aproximadamente meio Newton).

2) Faça as leituras na régua, olhando por baixo dos pesos.

O gráfico ao lado representa o comportamento da força-peso, aplicada pelas massas, versus a deformação da mola. Como seria o gráfico da força que a mola exerce sobre as massas (força restauradora) versus a elongação?

Observação: Marque esta mola para diferenciá-la das demais.

5.4 A partir do gráfico, qual a relação matemática existente entre a força F e a elongação x sofrida pela mola?

5.5 Utilizando-se dos valores da tabela 1 e de sua resposta anterior, verifique a validade da relação F x para cada medida executada.

5.6 Escreva a expressão matemática que vincula as grandezas F e x, quando substituímos o sinal de