A Lei de Hooke, a constante elástica e a força restauradora numa mola helicoidal
Por: Caroline Maia • 13/4/2015 • Relatório de pesquisa • 993 Palavras (4 Páginas) • 620 Visualizações
[pic 1]
UNIVERSIDADE SALVADOR - UNIFACS
RELATÓRIO TÉCNICO:
A lei de Hooke, a constante elástica e a força restauradora numa mola helicoidal.
SALVADOR
2014
RELATÓRIO TÉCNICO:
A lei de Hooke, a constante elástica e a força restauradora numa mola helicoidal
Pesquisa apresentada a Universidade Salvador – Unifacs, como parte dos requisitos para obtenção dos créditos da disciplina de Física Aplicada, do Curso de graduação Engenharia Elétrica .
Orientador: Prof. Alexandre
Área de Concentração:
Engenharia Elétrica
SALVADOR
2014
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO
2. OBJETIVO 6
3. DESENVOLVIMENTO
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 9
5. REFERÊNCIAS 10
INTRODUÇÃO
A lei de Hooke consiste basicamente na consideração de que uma mola possui uma constante elástica k. Esta constante é obedecida até um certo limite, onde a deformação da mola em questão se torna permanente. Dentro do limite onde a lei de Hooke é válida, a mola pode ser comprimida ou elongada, retornando a uma mesma posição de equilíbrio.
Analiticamente, a lei de Hooke é dada pela equação:
F = -k.x
Neste caso, temos uma constante de proporcionalidade k e a variável independente x. A partir da equação pode se concluir que a força é negativa, ou seja, oposta a força aplicada. Segue que, quanto maior a elongação, maior é a intensidade desta força, oposta a força aplicada.
Veja o gráfico da lei de Hooke:
[pic 2]
Note que as linhas em vermelho são as linhas que representam a força aplicada. Para a elongação da mola, ela é positiva, enquanto que para a compressão da mola, ao longo do sentido negativo do eixo x, esta força assume valores negativos. Já a força de reação oferecida pela mola assume valores negativos para a elongação e valores positivos para a compressão. Isso é muito fácil de observar cotidianamente. É só colocar uma mola presa a um suporte, de modo que possa ser elongada ou comprimida na horizontal, conforme a figura 02.
[pic 3]
Note que quando é aplicada uma força no sentido positivo do eixo x, a mola reagirá aplicando uma força de igual intensidade, porém sentido contrário. No caso da compressão, a força aplicada é negativa, e a força de reação acaba por ser positiva, sempre contrária à força aplicada.
2. OBJETIVO
Este trabalho tem como objetivo fornecer uma visão geral sobre a lei de Hooke, a constante elástica e a força restauradora em uma mola helicoidal, onde foi realizado experimentos no laboratório de física, e um relatório para ser apresentado na matéria de física mecânica do curso de Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Salvador – UNIFACS.
A pratica tem como objetivo principal de demonstrar de maneira clara e objetiva, a lei de hooke tema abordado em sala de aula pelo professor Alexandre.
3. DESENVOLVIMENTO
Na pratica utilizamos os seguintes materiais:
- Sistema de sustentação: tripé com sapatas niveladoras amortecedoras, haste principal e mesa suporte Arete;
- Conjunto de 3 massas acopláveis de 50g;
- Gancho lastro (gancho + massa pequena);
- Suporte inferior móvel;
- Escala milimétrica acoplável;
Logo em seguida foi feito a montagem do sistema, de acordo com a figura 1 do anexo, dependurando uma mola na posição B. Depois marcamos o valor da posição ocupada pela parte inferior do gancho em relação a escala. Este valor foi arbitrado como zero.
Colocamos o gancho lastro suspenso na mola e em seguida fizemos a aferição como mostra a tabela abaixo:
Tabela1:
N° de medições | F ( Newton) | X = Elongação (metros) |
1 | Lastro | Arbitrando Zero = 0 |
2 | O,5 | 0,015 |
3 | 1,0 | 0,030 |
4 | 1,5 | 0,045 |
5 | 2,0 | 0,060 |
Logo em seguida traçamos um gráfico da força deformante F versus X, obtida pela tabela 1. Obtemos:
[pic 4]
Gráfico da força deformante F versus X
Observamos que o gráfico da força que a mola exerce sobre as massas( força restauradora) versus a Elongação é um gráfico Linear.
Com o gráfico podemos fazer uma relação matemática existente entre a força F e a elongação X sofrida pela mola:
K = ∆F / ∆X ; F = Kx.
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