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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS -

UnilesteMG Graduação em Engenharia Elétrica

CAIQUE LINO SILVA

DIEGO SOARES GAMA

IAGO FERRAS DUTRA

KÉSIA DE CARVALHO REIS

LEI DE HOOKE

FÍSICA I - MECÂNICA NEWTONIANA CEE 04023A2

Coronel Fabriciano

2013

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INTRODUÇÃO

Entre as forças de interação que figuram mais freqüentemente nos processos que se desenvolvem ao nosso redor figuram as chamadas forças elásticas, isto é, forças que são exercidas por sistemas elásticos quando sofrem deformações. Por este motivo é interessante que se tenha uma idéia do comportamento mecânico dos sistemas elásticos, sendo este, precisamente, o nosso objetivo neste texto.

Um corpo ligado à extremidade de uma mola comprimida (ou esticada) possui energia potencial elástica. De fato, a mola comprimida exerce uma força sobre o corpo, a qual realiza um trabalho sobre ele quando o abandonamos. Entretanto, se tentarmos comprimir (ou esticar) uma mola, nota-se que a força produzida pela mola é diretamente proporcional ao seu deslocamento do estado inicial (equilíbrio). O equilíbrio na mola ocorre quando ela está em seu estado natural, ou seja, sem estar comprimida ou esticada. A Figura 1 mostra uma mola não deformada e, na mesma, apresenta a mesma mola distendida e comprimida.

dobrando o alongamento (ou comprimindo), a força dobra (2F);

triplicando o alongamento (ou comprimindo), a força triplica (3F), etc.

Este resultado é conhecido como Lei de Hooke, pois foi Robert Hooke, um cientista inglês, quem observou, pela primeira vez, esta propriedade da mola (na realidade, esta lei só é verdadeira se a deformação da mola não for muito grande).

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Figura : Mola na posição natural e inicial, Mola deformada, e a mola deformada indicando realização de trabalho, ou seja um deslocamento produzido por força.

Podemos escrever que;

Equação =

Onde k é uma constante, diferente para cada mola e denominada constante elástica da mola. Traçando-se um gráfico FxX, obtém-se uma reta, passando pela origem cuja inclinação é igual a k, como mostrado na Figura 2.

.

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MÉTODO DE INVESTIGAÇÃO

Procedimento

Demarcamos o comprimento L0 da mola usando uma régua milimetrada antes de inserir os pesos, demarcamo-lo para que se pudesse ser medido a partir daí a variação de comprimento da mola ΔL. Após a entrega dos equipamentos a serem utilizados e dos pesos, penduramos na extremidade da mola o peso, em seguida medimos sua ΔL, anotando todos os dados relevantes. Repetindo o procedimento com 6 pesos diferentes, acrescentando cada vez um peso, até que por fim a mola estava com seis pesos em sua extremidade. No começo como 3 ou 4 pesos, a mola foi variando continuamente de 0,5 em 0,5 , mas ao aumentar o numero de pesos sobre a mola, a variação começou a oscilar entre 0,4cm e 0,5cm, pois quanto maior o peso, a mola varia seu ΔL não continuamente mais, mas com oscilações. Após as medições e cálculos montamos os gráficos em relação a variação do peso com o ΔL.

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RESULTADOS

a) Valores Obtidos:

Objeto Massa(kg) Força(N) x (m)

1 0,05 0,49 0,5

2 0,10 0,98 1,0

3 0,15 1,47 1,5

4 0,20 1,96 1,9

5 0,25 2,45 2,4

6 0,16 1,57 1,6

b) Cálculos

K= m*g / x Cálculos Resultados

K1 (0,05*9,8) / 0,5 K= 0,98

K2 (0,10*9,8) / 1,0 K= 0,98

K3 (0,15*9,8) / 1,5 K= 0,98

K4 (0,20*9,8) / 1,9 K= 1,03

K5 (0,25*9,8) / 2,4 K= 1,02

K6 (0,16*9,8) / 1,6 K= 0,98

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ANÁLISE DOS RESULTADOS

De acordo com os resultados, pode-se provar que, à medida que se aumenta o peso (F), o comprimento da mola aumenta proporcionalmente de acordo com a equações feitas , na qual k é a constante de deformação da mola e X a deformação sofrida, enunciada pela lei de Hooke. Pois os pesos 1, 2, 3 e 6 obtiveram uma constante de deformação de 0.98, já os número 4 e 5 obtiveram outros valores, pois sua deformação oscilou em relação as outras, que estavam sem sequencia.

Outro ponto observado é que no experimento realizado a mola não ultrapassou seu limite de elasticidade, uma vez que, ao serem retirados os pesos, as molas retornaram para a posição inicial praticamente, sofrendo apenas uma mínima variação.

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QUESTIONÀRIO

A)