Relatório Lab. Física I - Lei de Hooke

LEI DE HOOKE

1. INTRODUÇÃO Quando aplicamos uma força em um ponto material, o único efeito que observamos é a aceleração. Quando o corpo é extensível, podemos observar outro efeito além da aceleração: a deformação do corpo. Há vários fenômenos nos quais o efeito mais importante é a deformação, como no caso das molas. Robert Hooke experimentou a aplicação de forças em molas e verificou que a deformação sofrida pela mola era diretamente proporcional à força aplicada, até certo limite. Quando se aplica uma força F na extremidade inferior de uma mola, ela sofre uma distensão ; a relação entre F e  é linear, como a lei de Hooke. O presente trabalho teve como objetivo verificar experimentalmente a Lei de Hooke em molas helicoidais. 2. REFERENCIAL TEÓRICO Um sistema massa-mola é constituído por uma massa acoplada a uma mola que se encontra fixa a um suporte. A deformação da mola e proporcional à força aplicada para comprimir e/ou esticar a mola, a qual é dada pela Lei de Hooke:  F = - k . x

Onde:  F

é a força aplicada;

 X é  k

a deformação sofrida pela mola e;

é a constante elástica da mola.

O sinal negativo na equação acima indica que a força exercida pela mola tem sempre o sentido oposto do deslocamento da sua extremidade livre. A constante elástica da mola depende de suas características físicas, de ser mais ou menos rígida e a unidade dessa constante é Newton por metro (N/m).

Figura 1: (a) Mola sem ação de força externa. X0 corresponde ao seu comprimento natural. (b) Mola sob ação de um corpo de peso P = mg, o qual deforma a mola de um valor ∆X = X – X0.

A partir da utilização desses conhecimentos foram construídos aparelhos de laboratório para medir a força, chamados dinamômetros.

Figura 2: Um dinamômetro que funciona com base na lei de

Hooke.

3. MATERIAIS UTILIZADOS 1 Fixador metálico para pendurar a mola; 1 Tripé; 1 Régua milimetrada 400 mm; 1 Fixador metálico com manípulo; 1 Manípulo com cabeça de plástico; 1 Indicador de plástico esquerdo com fixação magnética; 1 Indicador de plástico direito com fixação magnética; 1 Mola lei de hooke; 4 Massas com gancho; 1 Haste fêmea 405mm; 1 Haste macho 405mm; 1 Pedaço de linha de costura. A haste fêmea foi devidamente encaixada na haste macho que foi presa ao tripé com um manípulo. Com um fixador metálico com manípulo fixou-se a parte inferior da régua milimetrada e na parte superior um fixador para pendurar a mola. 4. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO

5. RESULTADO

6. CONCLUSÃO De acordo com os resultados, pode-se provar que, à medida que se aumenta o peso (F), o comprimento da mola aumenta proporcionalmente. Outro ponto observado é que após a realização do experimento a mola não ultrapassou seu limite de elasticidade, uma vez que, ao serem retirados os pesos, a mola retornou para a posição inicial. 7. BIBLIOGRAFIA BOUSQUILHA, Alessandra. Minimanual compacto de física: Teoria e prática. 2. Ed. Ver. São Paulo: Rideel, 2003. GOLDEMBERG, José, 1928  –  Física Geral e experimental. Vol. 1  –  São Paulo, Ed. Nacional e Ed. da USP (1968). HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, física: mecânica. 4 ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996. 330

Jearl. Fundamentos

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