Fisica

Laboratório de Física II para Engenharia

Prática 2 - Lei de Hooke – Parte 2
1.Objetivos:
Estudo de associações de molas.
2.Introdução:
Todos os materiais, por mais rígidos que pareçam ser, estão sujeitos a deformações quando são aplicadas forças sobre eles. Isso quer dizer que todos os corpos, uns mais que os outros, são elásticos. Uma mola, por exemplo, é um caso extremo de um corpo que se deforma quando sujeito a uma força. Estudaremos nesta prática a propriedade física dos corpos que nos diz o quanto um corpo é elástico, ou seja, o quanto o corpo de deforma sob a ação de forças. O diagrama de tensão e deformação de materiais é, em geral, bastante complicado, mas se garantirmos que as forças aplicadas no corpo são tais que a deformação não é muito grande, esse corpo se comporta exatamente como uma mola. Segundo a Terceira Lei de Newton se um objeto exerce uma foca sobre uma mola, a mola responde com uma força que tem o mesmo módulo, mesma direção e mesmo sentido que a força aplica.
A força exercida por uma mola, ou qualquer material elástico, é diretamente proporcional à sua deformação, ou seja, quanto mais se estica ou se comprime uma mola, maior será a força que ela exerce. Uma boa aproximação para muitas molas é supor que a força elástica é proporcional ao deslocamento da mola e tem o sentido contrário ao da força aplicada. Assim,
F= ky

(1)

onde k é a constante elástica da mola e F é a força que ela exerce quando sofre um deslocamento y. A constante elástica indica a rigidez da mola, ou seja, indica se a mola é mais dura ou mais mole. O sinal de negativo expressa o fato de que a força da mola é uma força restauradora, isto é, contrária ao deslocamento. A equação (1) é chamada Lei de Hooke.
Consideremos, agora, um corpo de massa M preso a uma mola na vertical, como indica a figura 1. Na posição de equilíbrio a força da mola deve ser igual à força peso, ou seja

y y0 Figura 1 Diagrama esquemático de um corpo preso a