Relatório Lei de Hook

INTRODUÇÃO:

Todo corpo sob a ação de uma força (tração ou compressão) se deforma. O mesmo ocorre com uma mola helicoidal sujeita a uma força na direção do seu eixo. Se, ao cessar a atuação dessa força, a mola recuperar sua forma original, diz-se que a deformação foi elástica. Em geral, existe um valor limite da força a partir do qual acontece uma deformação permanente no corpo. No limite elástico há uma relação linear entre a força aplicada e a deformação. A lei de Hooke é a lei da física relacionada à elasticidade de corpos, que serve para calcular a deformação causada pela força exercida sobre um corpo, tal que a força é igual ao deslocamento da massa a partir do seu ponto de equilíbrio vezes a característica constante da mola ou do corpo que sofrerá deformação:

Fig.01-Dinamômetro de mola Fig.02- Força elástica (Fel) contrária deformação (x).

Fonte: Google imagens Fonte: Google Imagens

Hooke estabeleceu uma lei que relaciona a força elástica (Fel) com a deformação (x) produzida na mola.

Enunciado da Lei de Hooke: "A intensidade da força elástica (Fel) é proporcional à deformação (x)".

Expressão da Lei de Hooke: Fel = K x, onde K é a constante elástica da mola.

A unidade da constante elástica da mola no Sistema Internacional é N/m.

OBJETIVO:

Utilizar os conhecimentos adquiridos, identificando, formulando, equacionando e resolvendo problemas que possam acontecer na vida prática, relativos à Lei de Hooke e ao trabalho realizado por uma mola.

• Caracterizar a Lei de Hooke.

• Calcular o trabalho realizado por uma mola.

• Representar o comportamento dos gráficos.

MATERIAL UTILIZADO:

Uma Escala graduada;

Fig.03: Fonte:http://www.tartarugas.net/wp-content/uploads/2011/10/fita-metrica.png

Uma Extensão com anel;

Fig.04 – Fonte: Autor

Um Conjunto de pesos;

Fig.05-Fonte:https://www.3bscientific.com.br/thumblibrary/U30032/U30032_01_1200_1200_Conjunto-de-pesos-de-entalhe-5-x-100-g.jpg

Duas molas helicoidais;

Fig.06-Fonte:https://www.3bscientific.com.br/imagelibrary/U11026/U11026_01_Mola-helicoidal-43-Nm.jpg

Um Porta Peso;

Fig.07-Fonte:http://www.ibdciencia.com/5277-thickbox_default/ley-de-hooke-conjunto.jpg

MÉDOTO:

Nesta parte realizamos experimentos para determinar as constantes elásticas das molas ou dos conjuntos de mola do sistema (Fig. 06) pelos extremos.

1. Pendurar as molas no suporte.

2. Pendurar uma massa (pesos fig. 05), na extremidade inferior da mola.

3. Com o auxilio da escala (fig.01), medir a deformação sofrida pela mola. Se mais de uma massa for pendurada ao mesmo tempo, tomar o cuidado de medir todas as massas juntas, a fim de evitar propagações de erros desnecessárias.

4. Anotar os valores na tabela 1. Considere g= (9,78 ± 0,01)m/s².

5. Repetir o experimento com mais três valores diferentes para a massa, de maneira que a deformação da mola fique uniformemente distribuída entre os limites permitidos.

6. Após realizar o experimento com uma mola, repetir os passos 1 a 5 utilizando duas molas em série.

7. Após realizar o experimento com duas molas em série, repetir os passos de 1 a 5 com duas molas em paralelo.

Erros:

a) Fonte de erros grosseiros: Durante o experimento foram eliminados erros grosseiros assim que detectados, de onde foi reiniciado o processo.

b) Fonte de erros aleatórios: Estes erros são de difícil detecção e agem aleatoriamente no experimento e ficam, portanto, indetermináveis como, por exemplo, alguma força externa que tenha influenciado no movimento harmônico do sistema, vibrações, entre outros processos.

c) Fonte de erros sistemáticos:

Pessoais: Esta fonte de erro deve-se principalmente às características individuais e se refere aos vícios na leitura de medidas, paralax e na precisão da escala utilizada.

Tabela 1: Relação das massas, forças e deformações em cada sistema.

8. Construir os gráficos, força deformadora aplicada ( ) versus deformação.

Gráfico 01: Deformação para uma mola.

Gráfico 02: Deformação para duas molas em série.

Gráfico 03: Deformação para duas molas em paralelo.

9. Determinar as constantes elásticas das molas ou conjuntos de molas.

(F = K.x).

Constante elástica (K) calculada para cada sistema:

Tabela 2: Constante elástica para o sistema com uma mola.

Constante