Lei de hooke

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  • Publicado : 21 de novembro de 2011
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1. Resumo
Neste Relatório de Física Experimental II, é abordada e comprovada em experiência a Lei de Hooke. Com o uso de uma mola helicoidal suspensa e pesos, onde, tal lei, pode ser comprovada pela variação linear, obtida das medições dos alongamentos da mola, devido aplicações de massas, sem que ultrapasse o limite elástico da mola.
Através desta atividade é determinada a constanteelástica de uma mola, através do método estático e do método dinâmico, linearizando as equações trabalhadas, representando graficamente os dados experimentais e utilizando a regressão linear para determinação da grandeza estudada.

2. Objetivo
O objetivo desta atividade é verificar em experiência a Lei para a Força elástica (Lei de Hooke), estudando o comportamento estático e dinâmico de umsistema massa-mola helicoidal suspenso, para:
* Determinar sua constante elástica;
* Linearizar as equações trabalhadas, representar graficamente os dados experimentais;
* Utilizar regressão linear para a determinação da grandeza estudada.

3. Introdução Teórica
A Lei de Hooke descreve a força restauradora, que existe em diversos sistemas quando comprimidos ou distendidos. Qualquermaterial sobre o qual exercer uma força, sofrerá uma deformação, que pode ou não ser observada.
A força restauradora surge sempre no sentido de recuperar o formato original do material e têm origem nas forças intermoleculares que mantém as moléculas e/ou átomos unidos. Assim, por exemplo, cada mola se comporta de uma maneira, umas esticam muito, outras menos, afirmando que dentro de certoslimites, designado de limite de elasticidade, o qual depende do material em questão, existe uma proporcionalidade direta, entre a força aplicada numa mola e sua deformação. Ou seja, quanto maior a força aplicada, mais ela se alongará e quando as deformações são grandes, o material pode adquirir uma deformação permanente, caracterizando o regime plástico.
A Lei de Hooke pode ser utilizada, desde queo limite elástico do material não seja excedido, onde o material é considerado elástico, quando recupera a sua forma original, após a remoção da força externa aplicada sobre ele. O alongamento de material elástico (geralmente representado por Δx, na horizontal ou Δy, na vertical), não constitui o comprimento do material elástico, mas sim a diferença entre o seu comprimento final e o seucomprimento inicial, (Δx=x-xο Δy=y-yο). O equilíbrio na mola ocorre quando ela está em seu estado natural, ou seja, sem estar comprimida ou esticada.
Verifica-se experimentalmente com uma boa aproximação, considerando muitas molas e situações, que a força F exercida pela mola é proporcional ao deslocamento da extremidade livre em relação a sua posição quando a mola está no estado relaxado, ou seja, noregime elástico há uma dependência linear entre F e a deformação Δx. Este é o comportamento descrito pela lei de Hooke, onde k é a constante de proporcionalidade chamada de constante elástica da mola, e é uma grandeza característica da mola.
Com isto, podemos determinar a constante elástica de uma mola helicoidal através do método estático; constante elástica de uma mola helicoidal através dométodo dinâmico; linearizando as equações trabalhadas, representando graficamente os dados experimentais e utilizando regressão linear para a determinação da grandeza estudada.
No S.I sistema internacional, F em newtons, k em newton/metro e Δx em metros. O sinal negativo indica o fato de que a força F tem sentido contrário a Δx.
k=Felástica.NΔx . m ⟺ Felástica= -k.Δx

Figura 1: Demonstraçãodo alongamento da mola devido os acréscimos de massas.

4. Procedimento Experimental
Os materiais utilizados pela experiência foram:
* Suporte universal com régua milimetrada 30 cm;
* Haste metálica;
* Mola helicoidal;
* 01 porta massas;
* 04 corpos de massas desconhecidas;
* Balança analítica digital ± 0,1;
* Papel milimetrado.
O equipamento utilizado nesse...
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