O Relatório Lei de Hooke

UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS

BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL

FÍSICA EXPERIMENTAL I

MATUTINO

Maisa Guedes Amorim Santos

LEI DE HOOKE:

Comprovação experimental da Lei de Hooke utilizando molas helicoidais

(Experimento 2)

Salvador

2021

1 INTRODUÇÃO

O objetivo deste relatório é usar o conceito estabelecido pela lei de Hooke para medir a deformação da mola usada no experimento para criar uma tabela, e realizar cálculos apropriados com base nos resultados experimentais para encontrar a constante da mola equivalente à série e paralelo. Além de desenhar gráficos de resultados experimentais, também é necessário calcular, interpretar e apresentar os resultados. Determinar o valor da constante da mola por meio de interpretação gráfica, e estabelecer a Lei de Hooke tirando conclusões sobre a validade da lei.

Segundo o Prof. Ferreto (2020): “Em regime elástico, a deformação sofrida por uma mola é diretamente proporcional à intensidade da força aplicada. Trata-se de uma deformação reversível. O objeto é deformado, mas retorna ao formato original.” Para simplificar, depois que a tensão cessa, o corpo retorna ao seu estado real. Isso acontece quando o corpo é submetido a uma força que não ultrapassa sua tensão elástica. Por exemplo: O elástico comum é um objeto que depois de sofrer uma deformação elástica retorna ao seu tamanho original.

Sobre a Lei de Hooke, podemos afirmar que:

É usada para calcular a força elástica que é produzida pela deformação de uma mola ou outros materiais elásticos. Quando um corpo elástico é comprimido ou esticado, uma força restauradora tende a fazê-lo voltar ao seu formato original. Tal força é proporcional à deformação sofrida pelo corpo, bem como à sua constante elástica. De acordo com a lei de Hooke, quando uma força é aplicada sobre uma mola, ela é capaz de deformar a mola, consequentemente, a mola produz uma força contrária à força externa, chamada de força elástica. Essa força torna-se maior de acordo com a deformação da mola. (Rafael Helerbrock, 2019)

A Lei de Hooke foi descrita pelo seu criador em uma fórmula:

F=-kx. Nessa fórmula, F representa a força, x a deformação (alongamento ou compressão) e k representa uma constante de proporcionalidade normalmente chamada de constante de elasticidade, e que é expressa normalmente em N/m. também pode ser descrita assim: F = k . Δl, onde F é a força exercida sobre o corpo elástico, K é a constante elástica/constante de proporcionalidade e Δl é a variável independente, ou, em outras palavras, a deformação sofrida. (Ariana Lobo, 2020)

O professor explica que, para a realização do experimento, será dividido em três etapas. O primeiro passo é medir a rigidez de uma única mola, pendurar a mola no suporte, conectá-la diretamente ao suporte tripé, zerar a régua, colocar os primeiros 25g de peso e deformar a mola, colocando mais massa e medindo a deformação. Na segunda parte, a dureza de duas molas em série, posicioná-las nas molas conectadas ao apoio tripé e ao apoio de massa, zerar a régua e repetir todo o processo. Na terceira parte, a dureza de duas molas medida em paralelo, serão instaladas no suporte do tripé e no suporte de massa, a escala será zerada e então todo o experimento será repetido. Com base nesses dados, será feito um gráfico de deformação. A partir dele traçar uma reta que passe pelos pontos usando o método dos mínimos quadrados.

Os materiais utilizados pelo professor no experimento estudado foram:

• 2 molas;
• 8 massas de 25 g;
• 8 massas de 10 g;
• Base com haste vertical;
• Suporte para as molas;
• Régua milimetrada;
• Gancho para pendurar as massas;
• Folha de papel milimetrada.

2 RESULTADOS E ANÁLISES: MOLA SIMPLES

Figura 1 Vídeo UFJF – Laboratório de física 1 molas (2010)

[pic 1]

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=i_dJlIEgi_0

1. Montagem: Os componentes do experimento consistem em uma haste cilíndrica, uma escala milimetrada, um suporte e um gancho para pendurar a mola. Oito massas de 10 g e oito massas de 25 g também serão utilizadas.

1. Quadro Resumo:

Quantidade de molas	Massa (g)	Peso (N)	Elongação (m)	K= F/x
1	25	0,25	0,011	22,7
2	50	0,49	0,023	21,3
3	75	0,74	0,036	20,6
4	100	0,98	0,049	20,0
5	125	1,23	0,062	19,8
6	150	1,47	0,075	19,6
7	175	1,72	0,088	19,5
8	200	1,96	0,101	19,4
9	210	2,06	0,107	19,3
10	220	2,16	0,113	19,1
11	230	2,26	0,119	19,0
12	240	2,35	0,124	19,0
13	250	2,45	0,131	18,7
14	260	2,55	0,136	18,8
15	270	2,65	0,141	18,8
16	280	2,75	0,147	18,7
			K médio =	19,6

Figura 2 Vídeo UFJF – Laboratório de física 1 molas (2010)

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Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=i_dJlIEgi_0

1. Gráfico:

Figura 3 – Gráfico do resultado experimental

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1. Análise dos resultados:

Inclinação = (y2-y1)/(x2-x1)

(0,25-0,49)/(0,011-0,023) = 20

O Resultado do experimento resulta numa tg= 20. Que comprova

3 PESQUISA

Figura 3 Vídeo Trabalho de Física Força elástica

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Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=A-pw8Hz5hZc

No início do vídeo, os alunos comentaram sobre o conceito de força elástica, que é uma força potencial proveniente de átomos e que pode ser utilizada como base de molas. Eles explicaram que se a mola for comprimida, ela exercerá uma força elástica oposta à força de compressão. Eles também explicaram como fazer experiências com molas. Conceituaram a lei de Hooke, onde E = K.x, Fe representa a força elástica, K representa a constante elástica da mola e X representa a deformação da mola. A constante da mola depende principalmente das propriedades de fabricação da mola e de seu tamanho.