Relatório Física - Lei de Hooke

Páginas: 6 (1475 palavras) Publicado: 11 de agosto de 2013
Universidade Federal de São Paulo

Experimento III: Molas e Lei de Hooke



Período: Integral

Diadema - SP
2013

1. Objetivos
1.1. Interpretar o gráfico de força deformante versus elongação de uma mola
helicoidal;
1.2. A partir d uma interpretação gráfica, determinar a intensidade de foças
desconhecidas utilizando a mola helicoidal;
1.3. Determinar o módulo de forças utilizandoum dinamômetro;
1.4. Enunciar a lei de Hooke e concluir a sua validade;
1.5. A partir da Lei de Hooke descrever o funcionamento de um
dinamômetro;
1.6. Verificar o comportamento de associações em série e em paralelo de
molas helicoidais.

2. Resumo
Um sistema massa-mola é constituído por uma massa acoplada a uma
mola que se encontra fixa a um suporte. A deformação da mola e proporcionalà força aplicada para comprimir e/ou esticar a mola, a qual é dada pela Lei de
Hooke: F = - kx; onde x é a deformação da mola em relação à posição de
equilíbrio (x = 0) e k é a constante elástica.
Através de atividade realizada em laboratório, este experimento teve
como objetivo assimilar o alongamento de duas molas distintas, obtido com a
aplicação

de

uma

força

deformadorautilizando

massas

definidas,

determinando a constante elástica das molas helicoidais tanto em série como
em paralelo.
Utilizaram-se para os cálculos, além da Lei de Hooke, fórmulas
primordiais da física, como cálculo de Peso e Força, e conceitos de erro e
desvio padrão. Os dados obtidos, satisfatoriamente, foram representados com
auxílio de tabelas claras e objetivas.

3. IntroduçãoTodo corpo sob a ação de uma força de tração ou de compressão, se
deforma. Se ao cessar a atuação dessa força o corpo recupera sua forma
primitiva, se diz que a deformação é elástica. Em geral, existe um limite para o
valor da força a partir do qual acontece uma deformação permanente no corpo.
Dentro do limite elástico, há uma relação linear entre a força aplicada e a
deformação,linearidade esta que expressa uma relação geral conhecida como
Lei de Hooke. O sistema clássico utilizado para ilustração dessa lei é o sistema
massa-mola que é apresentado a seguir em situações de equilíbrio estático.
A figura 1 mostra uma mola helicoidal, de massa desprezível,
pendurada por uma de suas extremidades (parte a); ao se colocar um objeto de
massa m na outra extremidade aparece umalongamento x na mola (parte b).

(a)

(b)

Figura 1 - Em (a) a mola não está alongada; em (b) a mola está alongada de x em
relação à posição inicial devido ao peso do um objeto de massa m. O peso do objeto é
equilibrado pela força - kx que a mola exerce nele.

A força F aplicada na mola é o peso do corpo e, dentro do limite elástico,
teremos:

F = m g = kx

(eq. 1)

Onde F é o módulo deF e k uma constante que depende do material de
que é feita a mola, de sua espessura, de seu tamanho, etc. e é denominada
constante elástica da mola.

Associando-se duas molas, a constante elástica do conjunto passa a ter
outro valor que depende da maneira em que foi feita a associação. A figura 2
mostra um objeto suspenso por duas molas associadas em série na parte (a), e
em paralelo naparte (b). Alongar as molas associadas em série é “mais fácil”
do que alongar as molas associadas em paralelo.

(a)

(b)

Figura 2 - A associação de duas molas pode ser feita com uma na extremidade da
outra - em série - como em (a) ou com uma ao lado da outra - em paralelo - como em (b).

4. Metodologia
4.1. Materiais
 Painel vertical com manípulo de fixação, haste principal e tripéapoiado sobre sapatas niveladoras amortecedoras;
 Molas helicoidais com k~ 20 gf/cm;
 Conjunto com 5 massas acopláveis de aproximadamente 50 g;
 Balança semi- analítica;
 Réguas

4.2. Método
 Pesou-se cada uma das massas acopláveis separadamente. Pendurouse cada um desses corpos na mola, que estava pendurada no painel vertical,
por um lastro, e a cada corpo adicionado media-se, com...
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