Centro Universitário Augusto Motta

Campus Jacarepaguá

Relatório De Laboratório de Física

Lei De Hooke

Professor: Reynaldo

Aluno(a)s: Ester Soares e Thiago Agostinho Dias

Rio De Janeiro

2014

Resumo

Este ensaio visa a análise experimental da Lei de Hooke através do uso de mola e pesos. Tal lei pode ser comprovada pela variação linear obtida das medições (distensão da mola) com o aumento dos pesos.

Introdução

Um corpo ligado á 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. Verifica-se experimentalmente que:

Dobrando o alongamento (ou comprimindo), a força dobra (2F) Triplicando o alongamento (ou comprimindo), a força triplica (3F), etc.

Este resultado é conhecido como a 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).

Figura 1: 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 (1)

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.

Figura 2: Gráfico da força aplicada sobre uma mola pela deformação sofrida por esta.

Objetivo

Analisar o comportamento da mola bem como aferição das medidas de deslocamento linear, ocasionadas pela aplicação de forças.

Materiais

Tripé

Régua

Mola

Pesos

Dinamômetro

Gancho de suporte

Método

1. Montou-se o equipamento para medições2. Foi aferido o comprimento da mola sem ministrar qualquer força3. Foi colocado um peso de 0,55N na parte inferior da mola4. Foi aferido o comprimento da mola após a deformação causada pelo peso5. Foi calculada a variação da mola6. Foi retirado o peso e verificado visualmente se a mola retornou a condição inicial7. Repetiu-se o procedimento novamente alocando mais pesos.

Cálculos

1) F = 0,55 NΔX= 9,8 – 9,5 = 0,3

K= 0,55 / 0,3 = 1,82) F = 1,1

ΔX= 15 – 9,5 =5,5

K= 1,1/5,5 = 0,203) F= 1,6

ΔX= 21,5 – 9,5= 12

K= 1,6/12 = 0,134) F= 2,2

ΔX= 27,7 – 9,5 = 18,2

K= 2,2/18,2 = 0,12

Media= 0,2+0,13+0,12/3 =0,15

Tabela

Os resultados obtidos a partir da realização do procedimento estão presentes na tabela 1.

Tabela 1: Resultados obtidos para o procedimento.

F(N) ΔX cm Kexp. N/cm Média

0,55 1,8 1,80,151,1 5,5 0,20

1,6 12 0,132,2 18,2 0,12

Conclusão

De acordo com os resultados, pode provar que, á medida que se aumenta o peso (F), o comprimento da mola aumenta proporcionalmente de acordo com a equação (1), na qual K é a constante de deformação da mola e X a deformação sofrida, conhecida pela lei de Hooke.

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.

Bibliografia

CEPA- Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada.

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