GPA - CIÊNCIAS AGRARIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS

UNIVAG - CENTRO UNIVERSITÁRIO

GPA - CIÊNCIAS AGRARIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

LABORATÓRIO DE FÍSICA

DOCENTE: GUSTAVO JOSÉ FARIAS E VALDIRENE VILANI

Lei de Hooke

Várzea Grande, 2015/2

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UNIVAG - CENTRO UNIVERSITÁRIO

GPA - CIÊNCIAS AGRARIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

LABORATÓRIO DE FÍSICA

DOCENTE: GUSTAVO JOSÉ FARIAS E VALDIRENE VILANI

Lei de Hooke

Relatório técnico-científico apresentado como instrumento avaliativo para composição da nota parcial da disciplina de laboratório de química tecnológica.

Discentes: Amanda Thaís Felber

                  Ana Flávia Rodrigues Endo

                  Bruna Souza da Silva

                  Lucas Silva Sprizon

                  Stephani Astar Schmidt.

Várzea Grande, 2015/2

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RESUMO

        Foi realizado um experimento seguindo os conceitos e análises experimentais da Lei de Hooke, lei esta que auxilia no estudo da elasticidade de corpos que serve para calcular a deformação causada pela força exercida sobre um corpo, portanto, no trabalho realizado em laboratório, foi utilizado como materiais principais para o estudo em questão, duas molas distintas uma da outra e cinco pesos, sendo três de formato esférico e dois ganchos. Com esses materiais definiu-se primeiramente a deformação das molas sem os pesos em seguida com os pesos, para ser adquirido valores dos respectivos materiais dos objetos em questão, em seguida a constante elástica da mola. Tendo como objetivo este trabalho encontrar a deformação da mola, força elástica e a constante elástica da mola. E foi verificado que as molas com maior “K” apresentaram maior dificuldade de deformação.

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SUMÁRIO

I. Introdução        

II. Objetivos        

II.1 – Objetivo Geral        

II.2 – Objetivos Específicos        

III. Experimental        

III.1 – Materiais e Métodos        

III.2 – Procedimento Experimental        

IV. Resultados e Discussões        

V. Considerações Finais        

VI. Referências Bibliográficas        

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I. Introdução

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A força elástica é muito comum em nosso dia a dia, os exemplos mais elementares de sistemas elásticos são as molas. A força que uma mola exerce, quando comprimida ou esticada, tende a ser trazida para seu comprimento inicial ou natural.

“A lei de proporcionalidade foi enunciada pelo cientista Robert Hooke (1635-1703), recebendo, por isso, o nome de Lei de Hooke, ela permite calcular o módulo da força elástica em termos da deformação sofrida.” [1] 

A lei de Hooke não é uma verdadeira “lei da natureza”, no mesmo sentido em que as leis de Newton o são, mas, de fato, apenas um modelo de uma força restauradora. Ela funciona extremamente bem para algumas mola, e não tão bem para outras. A lei de Hooke falhará para qualquer mola que seja esticada ou comprimida demais. [2] 

Uma força externa pode comprimir ou estender uma mola, mas a reação da mola é de desfazer a alteração provocada em sua forma, sendo qualificada como força restauradora. Porém quando a deformação estiver além de um limite estabelecido, a mola tende a não voltar ao seu comprimento natural, permanecendo deformada.

Também um importante procedimento parar determinar a constante elástica K de uma mola, é o método dinâmico de um oscilador massa-mola. “Diferente do método estático, onde são medidas forças tensoras e deformações, neste método as variáveis a serem investigadas são as massas do sistema, a constante elástica da mola e o período do oscilador massa-mola.” [3] 

A força elástica é de grande importância para a engenharia civil quando se trata de resistência e comportamento dos materiais.

Bons exemplos a serem citados pode ser de uma viga de ponte e o amortecedor. “As vigas de aço de uma ponte se vergam ligeiramente quando um carro trafega sobre a ponte, mas elas retornam ao equilíbrio depois do carro terminar de atravessá-la” [2]. Todos os veículos possuem sistemas de suspensão para proporcionar conforto aos passageiros, “na maioria dos automóveis esse sistema é composto por quatro molas helicoidais, uma para cada roda, cuja a constante elástica vale cerca de 20000 N/m, associadas a massa do automóvel, compõem o oscilador massa-mola.” [4]  

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II. Objetivos

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II.1 – Objetivo Geral

• Determinar a constante de força da mola
• Determinar o coeficiente angular da reta, gerado pelo gráfico F vs. x e descrever o seu significado físico.

II.2 – Objetivos Específicos

• Aprender o manual de segurança e boas práticas de laboratório;
• Aprender a utilizar o dinamômetro;
• Ser cuidadoso ao utilizar os equipamentos de laboratório;
• Aprender experimentalmente como calcular a constante de força da mola.

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III. Experimental

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III.1 – Materiais e Métodos

• Fixador metálico para pendurar mola;
• Tripé;
• Régua milimetrada 400 mm;
• Fixador metálico com manipulo;
• Indicador de plástico direito com fixação magnética;
• Indicador de plástico esquerdo com fixação magnética;
• Massas aferidas 50 g com gancho;
• Haste fêmea 405 mm;
• Haste macho 405 mm.

III.2 – Procedimento Experimental

Primeiramente, como os equipamentos já estavam todos devidamente preparados foi possível ir direto para a parte experimental.

Pesou-se a bola no dinamômetro, achando seu devido peso. Logo após, mediu-se o comprimento inicial da mola e depois colou-se a bolinha em contato com a mesma, achando-se o comprimento final. Dessa forma, foi possível calcular a deformação sofrida pela mola (seu comprimento final menos o comprimento inicial). Com isso, dividiu-se o peso da bola pela deformação sofrida e achou-se a constante da força elástica (k).