A Lei de Hooke

INTRODUÇÃO

O físico inglês Robert Hooke  demonstrou que muitos materiais elásticos apresentam deformação diretamente proporcional a uma força elástica, resistente ao alongamento produzido. Quando aplicamos uma força externa em uma mola, ela irá sofrer deformação.

 A força aplicada a mola é dada pela constante elástica da mola vezes a deformação sofrida por ela. Assim:
F = K.x

Em que:
F = força elástica
K = constante elástica
x = deformação sofrida pela mola.

Para estudo da Lei de Hooke, usaremos molas helicoidais. Através do alongamento das molas, obtidos através de uma força deformadora dada por massas cilíndricas, iremos medir a deformação da mola a medida que são acrescentadas massas que variam de 0,05kg a 0,15kg  e vamos determinar a constante elástica das molas.
[pic 1][pic 2][pic 3]

OBJETIVOS

Através dos conhecimentos  teóricos, unidos ao experimento e  seguimos o roteiro dado em aula prática, vamos Compreender conceitos relacionados à elasticidade dos materiais; Verificando experimentalmente a lei de Hooke em molas helicoidais para calculo de suas constantes elásticas (K), desenvolvimento de gráfico e considerações finais relacionadas aos resultados finais.

MÉTODO EXPERIMENTAL

Em sala, utilizamos tripé de haste graduada para realizarmos o experimento, e os seguintes materiais:

- Molas helicoidais de aço (3 unid)

- Dinamômetro (capacid. 2N)

- Régua Graduada (1 unid)

- Gancho lastro (1unid)

- Massas acopláveis de 50g (3 unidades)

- papel milimetrado (1unid)

 Assim após a montagem do aparelho, utilizamos o dinamômetro para medir a força peso das massas, para massa de 50g, 100g e 150g. Para cada mola (amarela, preta e vermelha) fomos medindo a força peso das massas. Primeiramente colocamos a mola de cor amarela fixada na haste horizontal e na sua extremidade inferior o lastro para massas, com a mola em equilíbrio adotamos  a posição referencial x=0,0mm. Medimos o comprimento inicial da mola (Lo), logo em seguida colocamos a primeira massa de 50g no lastro, e medimos o novo comprimento (L1) e a deformação da mola (X1= L1-Lo). Repetimos as medições para o acréscimo de massas, quando a massa correspondia a 100g e 150g, achando L2, L3, X2 e X3. Fizemos isso tanto para a mola amarela, quanto para a mola preta e vermelha. Após a coleta de medições realizamos o calculo da constante elástica K, dada por  K=F/X. Preenchemos as tabelas de resultado e cálculos. Após observação, medição e cálculos para encontrar resultados coerentes com a Lei de hooke, traçamos o gráfico FxX (força por deformação).

RESULTADOS E DISCUSSÃO.

• TABELAS PARA O REGISTRO DOS VALORES OBTIDOS EXPERIMENTALMENTE

COMPRIMENTO (mm)	MASSA (Kg)	FORÇA (N)	DEFORMAÇÃO X (m)	K (N/m)
Lo = 50mm	Mo = 0	Fo=0,12	Xo = 00,00	-------------------
L1= 70mm	M1 = 0,05	F1= 0,62	X1= 0,020	31
L2= 95mm	M2 = 0,10	F2 = 1,10	X 2 = 0,045	24,4
L3= 110mm	M3 =  0,15	F3 =  1,62	X3 = 0,060	27
----------------------	-------------------	-------------------	MÉDIA	27,46

COMPRIMENTO (mm)	MASSA (Kg)	FORÇA (N)	DEFORMAÇÃO X (m)	K (N/m)
Lo = 90mm	Mo = 0	Fo=0,14	Xo = 00,00	-------------------
L1= 110mm	M1 = 0,05	F1= 0,64	X1= 0,020	32
L2= 130mm	M2 = 0,10	F2 = 1,08	X 2 = 0,040	27
L3= 160mm	M3 =  0,15	F3 =  1,62	X3 = 0,070	23,14
----------------------	-------------------	-------------------	MÉDIA	27,38

COMPRIMENTO (mm)	MASSA (Kg)	FORÇA (N)	DEFORMAÇÃO X (m)	K (N/m)
Lo = 100mm	Mo = 0	Fo=0,10	Xo = 00,00	-------------------
L1= 120mm	M1 = 0,05	F1= 0,62	X1= 0,020	31
L2= 150mm	M2 = 0,10	F2 = 1,12	X 2 = 0,050	22,4
L3= 170mm	M3 =  0,15	F3 =  1,64	X3 = 0,070	23,42
----------------------	-------------------	-------------------	MÉDIA	25,60

•  Gráficos da força pela deformação (FxX)

[pic 4]

[pic 5]

• Gráfico com ambas as molas

[pic 6]

Questões do relatório:

a) Qual das três molas empregadas nesse experimento possui maior rigidez?

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