Lei de hoock

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FACULDADE PÍTAGORAS ENGENHARIA CIVIL 4º PERÍODO A PROFESSOR: VALÉRIA MATTAR

FÍSICA ENERGIA: CONSTANTE ELÁSTICA

Betim 2013 FACULDADE PÍTAGORAS ENGENHARIA CIVIL 4º PERÍODO A PROFESSOR: VALÉRIA MATTAR

FÍSICA ENERGIA: CONSTANTE ELÁSTICA

Dissertação de trabalho apresentado na Faculdade Pitágoras para obtenção de título em Engenharia Civil. Orientador: Valéria Aparecida Mattar

Betim2013 Introdução: A lei de Hooke descreve a força restauradora que existe em diversos sistemas quando comprimidos ou distendidos. Qualquer material, sobre o qual atua uma força, sofrerá uma deformação, que pode ou não ser observada. Apertar ou torcer uma borracha, esticar ou comprimir uma mola, são situações onde a deformação nos materiais pode ser observada com facilidade. Mesmo ao pressionar umaparede com a mão, tanto o concreto quanto a mão sofrem deformações, apesar de não serem visíveis. A força restauradora surge sempre no sentido de recuperar o formato original do material e tem origem nas forças intermoleculares que mantém as moléculas e/ou átomos unidos. Assim, por exemplo, uma mola esticada ou comprimida irá retornar ao seu comprimento original devido à ação dessa forçarestauradora. Enquanto a deformação for pequena diz-se que o material está no regime elástico, ou seja, retorna à sua forma original quando a força que gerou a deformação cessa. Quando as deformações são grandes, o material pode adquirir uma deformação permanente, caracterizando o regime plástico. Experimentalmente sabemos (e a 3ª Lei de Newton confirma) que ao exercermos uma força sobre a mola puxando parabaixo (pendurando os blocos) a mola exercerá uma força de intensidade oposta à força peso com o intuito de restaurar o seu estado “relaxado” (ou natural) em que se encontrava inicialmente. A esta força contrária, chamada muitas vezes de “força restauradora”, Hooke chamou de força elástica da mola. Assim, para pequenos valores de x comparando ao comprimento L0 da mola, podemos escrever:

Figura1: Roberth Hooke e a expressão para a força elástica. Sendo k a constante da mola cujo valor depende da mola usada e x a deformação da mola. Essa expressão é conhecida como a Lei de Hooke. Quando retiramos a força que causou a deformação à tendência da mola é voltar ao seu comprimento inicial, mas nem sempre isso ocorre. Pode acontecer de a mola ficar com um comprimento diferente de L0 ao serretirada a força (o bloco de massa), situação em que não se aplica a Lei de Hooke. Nos casos em que a mola volta a seu comprimento inicial ao ser retirada a força dizemos que ela obedece a Lei de Hooke e que a deformação é elástica. No caso real, a mola tem um comportamento elástico até um determinado valor x’, que varia de acordo com a mola. Acima deste valor crítico ela passa a não obedecer a Lei deHooke e dependendo da intensidade da força aplicada pode até se romper (“quebrar”). È por este motivo que a Lei de Hooke só é válida quando o valor de “x” (deformação – quanto ela se esticou) for pequeno em comparação com L0(comprimento natural da mola).

Objetivo:

Determinar a constante elástica em um sistema massa-mola.Ultilizando conceitos de conservação de energia e do trabalho realizadopor uma força (Lei de Hooke), porém conservativas, as equações que permitem encontrar a constante elástica em um sistema massa-mola.

Material Utilizado: Mola de 11 cm Objetos de massa 0,50kg Suporte Régua milimetrada

Procedimento: Para resolvermos essa experiência temos que ter o deslocamento inicial da mola, a constante elástica, o peso de cada massa e a constante elástica. Com osseguintes dados, podemos começar a resolver, então: O tamanho da mola é 11cm ( 0,11m); Peso unitário de cada massa: M1= 0,05 Kg M2= 0,10 Kg M3= 0,15 Kg M4= 0,20Kg

Primeiro passo: Colocamos a mola no suporte e colocamos um gancho para segurar as massas, então quando colocamos o gancho a distancia que a mola se desloca é para 11,30 cm, tendo o x inicial que será à partir do gancho temos então que Xo=...
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