COMPROVAÇÃO EXPERIMENTAL DA LEI DE HOOKE

TÍTULO: COMPROVAÇÃO EXPERIMENTAL DA LEI DE HOOKE

INTRODUÇÃO

Podemos dizer que todo corpo sofre deformações ao ser submetido a qualquer tipo de força. Entre outros tipos de deformações, temos a deformação elástica. A deformação elástica é uma característica de todo tipo de material. Aplicando-se algum tipo de tração em um corpo, ele tende a se alongar, ou seja, seu comprimento final é maior que o comprimento inicial. Cessado o esforço que causou o alongamento, o objeto tende a voltar ao seu comprimento inicial. Isso significa dizer que não houve nenhuma deformação definitiva no objeto (uma deformação plástica ou mesmo uma ruptura no material).

 

OBJETIVOS GERAIS

Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de:

Interpretar um gráfico de força deformante x elongação

Enunciar a lei de Hooke

Concluir sobre a validade da lei de Hooke

MATERIAL NECESSÁRIO

1 perfil universal com suporte móvel, escala milimetrada e tripé

3 molas helicoidais

1 conjunto gancho-lastro e 3 massas

ANDAMENTO DAS ATIVIDADES

Pendurar o gancho-lastro na mola de modo que sua parte inferior assinale na escala milimétrica a medida inicial.

Medir as massas que representarão as forças que deformarão a mola:

Massa 1 = 0,047 kg; Massas 1+2 = 0,0945 kg; Massas 1+2+3 = 0,1417 kg

 

Utilizando g =9,81 m/s2, calcule as forças aplicadas às molas:

Peso 1= P=m.g

P=0,047.9,81

P=0,46N

Peso 1 + 2=

P=(m1+m2)*g

P=(0,047+0,0475)*9,81

P=0,93N

Peso 1+2+3=

P=(m1+m2+m3)*g

P=(0,047+0,0475+0,0472)*9,81

P=1,4N

Preencher a tabela 1 com força e elongação correspondentes:

FORÇA (N) VERMELHA PRETA AMARELA

x (m) K (N/m) x (m) K (N/m) x (m) K (N/m)

Gancho-lastro Medida inicial 1,88 Medida inicial 1,73 Medida inicial 1,75

peso 1 2,130 0,250 1,97 0,24 1,97 0,22

peso 1+2 2,390 0,510 2,27 0,54 2,22 0,47

peso 1+2+3 2,660 0,780 2,45 0,72 2,48 0,73

K médio 2,393 2,230 2,223

Tabela 1- Medições de força e elongação

 

Traçar o gráfico que relaciona força deformante F versus elongação x para a mola AMARELA.

O gráfico representa o comportamento da força-peso aplicada pelas massas versus deformação da mola. Como seria o gráfico da força que a mola exerce sobre as massas (força restauradora versus elongação)?

R: Seria em declive.

A partir do gráfico, qual a relação matemática existente entre a força F e a elongação x sofrida pela mola?

R: A força que atua na mola é uma relação linear com a deformação sofrida por ela.

O gráfico mostra que há uma proporcionalidade entre F e a elongação x ( ) e a expressão pode ser representada por F = K.x, onde K é denominada CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE DA MOLA e K = F/x. Determinar a unidade da constante da mola no Sistema Internacional.

R: A unidade da constante elástica da mola no Sistema Internacional é 1 N/M

A partir da tabela 1, preencher com o valor das constantes de proporcionalidade das molas:

K=Fg/x

Amarela

K1 =0,46/0,24 K1 = 1,9

K2= 0,93/0,47 K2 = 1,9

K3= 1,4/0,73 K3 = 1,9

Preta