Lei de Hooke Corpos Elasticos

defi

departamento de física

Laboratórios de Física www.defi.isep.ipp.pt Lei de Hooke para vários corpos elásticos Instituto Superior de Engenharia do Porto – Departamento de Física
Rua Dr. António Bernardino de Almeida, 431
4200-072 Porto. Tel. [phone]. Fax: [phone]

Laboratórios de Física
Lei de Hooke para vários corpos elásticos

DEFI-NRM-0034
Versão: 02
Data: 15/09/2008

DEFI-NRM-0034

Lei de Hooke para vários corpos elásticos
Objectivos:
•
•
•

Compreensão da Lei de Hooke;
Determinação da constante elástica de vários corpos elásticos;
Análise da relação entre a constante elástica e a espessura do fio, o diâmetro do enrolamento e material

Introdução teórica
O físico inglês Robert Hooke (1635-1703) foi o primeiro a demonstrar que para muitos materiais elásticos, a deformação é directamente proporcional a uma força elástica ou restauradora que resiste a essa deformação. A expressão matemática dessa relação – conhecida como Lei de Hooke – é, a uma dimensão espacial x ,

Fel = − k∆x = − k ( x − x 0 )

(1)

onde ∆x é a deformação linear ou elongação do meio elástico e k a sua constante elástica
(unidades SI, Nm-1). O sinal “-“ na equação escalar (1) indica que, a força elástica e a deformação são representados por vectores com sentidos opostos.
Uma mola espiral é um óptimo exemplo de um corpo elástico cuja deformação pode ser considerada aproximadamente unidimensional. A constante elástica k de uma mola depende do material que a constitui, da espessura do fio de enrolamento e do número e diâmetro das espiras. Se considerarmos uma mola de massa desprezável suspensa por uma das suas extremidades, x 0 é a posição inicial (não deformada) da extremidade solta e ∆x corresponde ao deslocamento provocado a essa mesma extremidade. Se ao suspendermos da mola um corpo de massa m , a extremidade solta desta se deslocar de x 0 para uma nova posição de equilíbrio x , nessas condições a força aplicada é o peso do