Lei de hoock

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  • Publicado : 31 de maio de 2012
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Roteiro 10 - Comprovação Experimental da Lei de Hooke e Trabalho e Energia numa mola
Elasticidade é a propriedade de um corpo que, após ser deformado por alguma força, retorna a seu tamanho e forma originais. Se o retorno for completo, o corpo é dito perfeitamente elástico. Na prática, se esta deformação não é grande, os objetos retornam a seu comprimento original quando a força de deformação éretirada. Observações eventuais indicam que quando uma força é aplicada, objetos como molas helicoidais ou elásticos de fita se deformam enquanto está atuando a força. Uma vez que há uma força constante atuando sobre uma mola, e essa obedece a Lei de Hooke, é possível determinar o trabalho e a variação de energia se houver um deslocamento na mola em relação a posição de equilíbrio. A diferença deenergia é feita através da lei de conservação de energia mecânica de um sistema conservativo.

1 OBJETIVOS
1. Determinar a constante elástica de uma mola pelo método estático; 2. Interpretar um gráfico de força versus deformação de uma mola; 3. Verificar a Lei de Hooke e discutir seu comportamento; 4. Determinar a massa de objetos desconhecidos a partir do experimento realizado; 5. Aplicar ainterpolação e/ou extrapolação de valores em gráficos; 6. Analisar a associação de molas em série e em paralelo; 7. Calcular o trabalho realizado por uma força ao distender uma mola; 8. Analisar as trocas de energia quando um corpo, suspenso pela mola, oscila em torno de sua posição de equilíbrio.

2 PREPARAÇÃO
• • • • • • • • • • • Revise os conceitos das leis de Newton, especialmente a terceiralei. Enuncie a Lei de Hooke e escreva sua equação. O que é elasticidade? Que tipo de materiais elásticos você conhece? O que é uma força constante e uma força variável? O que é limite elástico (de deformação)? O que é interpolação de valores em um gráfico? E extrapolação? Como executálas? Como fazer associação de molas em série? E em paralelo? Como fica a constante elástica equivalente em cadacaso? Deduza estas equações. Como você vai obter os erros nas medidas que serão realizadas? Com se utiliza um dinamômetro? Como representar, através de gráficos, o trabalho realizado por uma força que desloca uma mola da posição de equilíbrio?

3 MATERIAIS
• Um tripé com suporte e perfil com escala milimetrada • Molas helicoidais • Um conjunto de massas conhecidas e suporte (gancho lastro) •Objetos de massa desconhecida • Dinamômetro (ver apêndice 301992.002 disponível no Lab. de Física) • Suporte fixo e um suporte móvel para associação de molas

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Prática 1- Determinação da constante elástica, do trabalho e da energia de uma mola (método estático) – Atenção! – Não esticar a mola acima do limite para não ocorrer deformação permanente. 1. Prepare uma tabelapara a anotação dos dados. 2. Ajuste o suporte que segura a mola de modo que a parte inferior do gancho ou da mola fique em um dado valor na escala (este valor será arbitrado como sendo o zero). 3. O gancho lastro pode ou não ser considerado como carga, fica a seu critério. 4. Faça um diagrama de forças das forças que atuam no sistema quando somente a mola está pendurada, sem o suporte ou massaadicional. Refaça o esquema para uma situação onde existam massas penduradas. 5. Registre a leitura inicial da escala quando somente o suporte (gancho) estiver pendurado (este será seu ponto zero – X0). 6. Adicione uma massa conhecida de cada vez, anotando após a colocação de cada uma sua posição na escala. Utilize três ou quatro massas. 7. Enquanto o sistema está suspenso na capacidade máxima(quatro massas), desloqueo de uma pequena quantidade e faça a leitura após ele retornar ao repouso (o sistema deve oscilar na vertical). 8. Retire as massas uma a uma e anote a posição correspondente à retirada de cada massa. 9. Faça um gráfico, com os dois conjuntos de pontos, mostrando as relações entre o deslocamento e a força da mola durante a colocação e retirada dos pesos, isto é, marque no...
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