Relatório Força Elástica

Determinação da força elástica

PANTOJA, André dos Santos;

SILVA, Iní Palheta da;

SILVA, Lorrana Sanches da;

VIANA, Jaciely Corrêa.

Física I

                                                       

UEAP – Universidade do Estado do Amapa´

Resumo: o objetivo deste experimento foi estudar a força elástica da mola, onde esta sofreu variações de peso, onde se calculou a deformação da mola. À mola foram adicionados pesos de forma cumulativa em associações para se verificar a deformação da mola. Os resultados obtidos mostram que a força máxima de 2, 294 N foram suficientes para causar a deformação e que a mola retornou a seu estado original sem sofrer deformação permanente.

Palavras-chave: força elástica; mola; newton; coeficiente; peso.

1. Introdução

        Em 1660 o físico inglês R. Hooke (1635-1703), observando o comportamento mecânico de uma mola, descobriu que as deformações elásticas obedecem a uma lei muito simples [1].

Hooke descobriu que quanto maior fosse o peso de um corpo suspenso a uma das extremidades de uma mola (cuja outra extremidade era presa a um suporte fixo) maior era a deformação (no caso: aumento de comprimento) sofrida pela mola[2].

A elasticidade dos corpos e a maneira com que eles respondem às forças mecânicas externas compõem o que conhecemos como propriedades mecânicas [3].

A força elástica é definida a partir da lei de Hooke. Essa lei afirma que, quando se aplica uma força sobre uma mola, ela se deforma, dando origem a uma força elástica que tem a mesma direção da força externa, mas sentido oposto [1]

De acordo com a lei de Hooke, a força elástica apresenta módulo igual à força que é aplicada sobre a mola [4]. Além disso, essa força é também igual ao produto entre a constante elástica da mola (k), medida em newtons por metro (N/m), e a deformação da mola (x), medida em metros.

A fórmula da lei de Hooke [4] é a seguinte:

[pic 1]

Na figura anterior, é possível perceber a presença de um sinal negativo, que indica que a força elástica apresenta sempre sentido oposto à deformação da mola. Se a mola estiver sendo esticada, por exemplo, a deformação x será positiva, portanto, a força elástica F será negativa [2].

Quando uma mola está em repouso, sem estar esticada ou comprimida, nenhuma força atua sobre ela. Contudo, se a mola for esticada, surgirá uma força restauradora, proveniente da interação dos átomos, que será contrária ao deslocamento, puxando a mola novamente para sua posição de equilíbrio [3].

A deformação sofrida pela mola é diretamente proporcional à intensidade da força aplicada. Sendo assim, quanto maior for a força aplicada (P), maior será a deformação da mola [2].

2 Procedimento Experimental

Neste experimento foi realizado no laboratório de física, onde se usou uma mola helicoidal com um gancho presa à uma haste vertical, com uma régua calibrada.

Inicialmente as massas das 4 esferas de metal com formatos cilíndricos e achatadas foram pesadas na balança, conforme a Tabela 1 a seguir:

Tabela 1: massa das esferas
Esferas	Massa (g)
1	23,044
2	22,796
3	23,009
4	22,806

        

Após as pesagens, as esferas foram levadas para serem colocadas num eixo vertical de mola (dinamômetro).

O comprimento da mola sem peso foi medido com uma régua, sendo o comprimento de 11, 50 cm, que transformado para metros foi de 0,115 m (SI).

As eferas de metal (cobre) foram adicionadas no gancho da mola. Se colocou primeiramente a esfera 1 e o comprimento final foi registrado com uma régua em centímetros.

Após isso, juntamente com a esfera, colocou-se a Esfera 2, medindo novamente o comprimento final.

As esferas cumulativamente nesta ordem: 1+2+3+4. Em todos procedimentos foi medido o comprimento final.

A tabela 2 mostra os cumulativos de massas na mola:

Tabela 2: Massas acumuladas na mola
Procedimento	Massa (kg)	Comprimento final da mola (m)
Esfera 1	0,023044	0,127
Esferas: 1+2	0,04584	0,145
Esferas: 1+2+3	0,068849	0,152
Esferas 1+2+3+4	0,091655	0,165
Total	________	0, 589

1. Resultados e Discussões

A força elástica (Fel) é a força exercida sobre um corpo que possui elasticidade, a exemplo, a mola do experimento. Para calcular a força elástica, utilizamos uma fórmula elaborada pelo cientista inglês Robert Hooke (1635-1703), chamada de Lei de Hooke da força elástica:[pic 2].

A variação da deformação sofrida Δx = L - L0, pode ser indicada por x. Note que L é o comprimento final da mola e L0, o comprimento inicial.

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