Lei de hooke

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Relatério - Lei de Hooke

Introdução


Segundo os resultados obtidos pela física experimental, não foi encontrado até hoje um corpo que não sofra deformações, que podem ser percebidas ou não aos olhos humanos, ao ser aplicado nele uma força F, considerando deformação como uma alteração na forma ou nas dimensões, ou na forma e dimensões, do corpo considerado. Essas deformações, que podem serde vários tipos: compressões, distensões, flexões, torções, etc. Tais deformações podem ter duas características. Deformações, cujas variações permanecem mesmo após a retirada da força F aplicada, são denominadas Deformação Plástica e as deformações, cuja suas variações se extinguem após a retirada da força F aplicada, são chamadas de Deformação elástica e esta será alvo de análise experimentalque será relatada ao decorrer do texto.
Tomando como parâmetro a Lei de Hooke, que foi concebida após a observação feita pelo Físico inglês R. Hooke que observou a proporcionalidade entre a força deformadora F e a Deformação elástica ∆x e relacionou a Força elástica (Fel), reação da força aplicada e deformação do corpo (neste caso uma mola). Hooke afirmou que a Força Elástica Fel é diretamenteproporcional à deformação ∆x. A expressão matemática para esta Lei é Fel = K.∆x e em uma análise vetorial se dará Fel = -K.∆x, uma vez que a Força elástica se dá no sentido contrário da aplicação da força F, ou seja, F = -Fel
No caso de uma mola podemos observar de maneira bem simples que essa força resultante denominada Força elástica Fel vai variar de mola para mola. Esse fato se deve a umapropriedade que cada mola tem em particular que será chamada, a grosso modo, de grau de dureza da mola, mas a teoria denomina essa propriedade como constante elástica K e generaliza essa propriedade a todo e qualquer corpo já estudado, considerando assim, não haver nenhum corpo se quer que seja perfeitamente rígido.
Nessa análise experimental o objetivo será a determinação dessa constante elástica de umcorpo e para tal análise utilizaremos uma mola e através de aplicações de forças serão produzidas deformações e através delas determinar-se-á a constante elástica K da mola em estudo.


Método


O procedimento experimental consiste em apoiar e afixar uma das extremidades de uma mola em uma aste presa, fazendo 90 graus, com um tripé. Com a mola presa e sujeita a gravidade ela terá umapequena deformação proveniente de sua massa, mas para efeitos de cálculos desconsideraremos a massa da mola, tomando assim, a mola sem nenhuma outra massa afixada a ela como em seu estado de equilibrio, ou seja, a consideraremos sem nehuma deforção, neste caso.
O aparato experimental utilizado será, somado com o citado a cima, um gancho que será utilizado para prender massas diferentes à mola. O ganchoserá pendurado na mola e as massas, que possuem formas de discos, serão penduradas nesse gancho e a massa do gancho contribuirá como soma à massa dos discos Ou seja, a massa do disco1 será: massa do gancho + massa do disco1 e a massa do disco2 será: massa do gancho + massa do disco2. Assim será feito para todo disco que for pendurado ao gancho.
O tripé citado é graduado em milímetros, seassemelhando à uma régua, possibilitando a medição da deformidade da mola utilizando uma garra que fica presa no corpo do tripé, fazendo 90 graus com o mesmo. A garra possui um movimento vertical, ou seja, sobe e desce para poder acompanhar a deformação da mola.
O aparato se aproxima bastante do esquema abaixo.

Tanto o gancho como os discos tiveram seu valor de massa determinado em uma balançadigital com uma incerteza de ± 0,01 gramas. Tratando ainda de medições neste experimento foi utilizado o valor de 9,787 m/s² para a aceleração da gravidade.
As massas foram utilizadas para produzir forças específicas através do seu produto com a aceleração da gravidade e foram tomadas 8 forças com módulos diferentes, variando a massa dos discos de aproximadamente 10 gramas a aproximadamente 80...
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