Relatorio 5-Lei De Hooke (1)

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IBMEC.
Comprovação Experimental Da Lei De Hooke
Experimento 5
Física Experimental I
Turma: Engenharia Civil 
Grupo (integrantes): Petra Gomes Nery , Brenda Duarte
Rio de Janeiro, 04 De Novembro de 2014.
	
Comprovação Experimental Da Lei De Hooke
Objetivo
- Interpretar um gráfico força deformante x elongação;
- Enunciar a lei de Hooke;
-Concluir sobre a validade da lei de Hooke;
Introdução Teórica
A lei física que determina a elasticidade de corpos, onde é calculada a deformação proveniente de uma força aplicada sobre corpos. Portanto : “Nota-se que a força produzida pela mola é diretamente proporcional ao seu deslocamento do estado inicial (equilíbrio). O equilíbrio na mola ocorre quando ela está em seu estado natural, ou seja, sem estar comprimida ou esticada. Após comprimi-la ou estica-la, a mola sempre faz uma força contrária ao movimento.”[1] 
 Tal que essa força é igual ao deslocamento da massa a partir do seu estado inicial vezes a característica do corpo ou da mola que sofrera deformação. Como sabemos todo material tem certa elasticidade que ao se deformar sob uma força até o rompimento ou no caso a total extensão é após isso o rompimento do mesmo. Se ao cessar essa força o corpo retornar a sua forma normal, assim dizemos que é uma deformação elástica. Dizendo que esse objeto sobre a Lei de Hooke onde há relação da força pelo deslocamento e a sua constante elástica: Onde o F representa a força aplicada o x representa o quanto a mola se deformou (distendeu ou comprimiu). O k que é uma característica particular de cada mola “constante elástica”. Nesta citação abaixo é discernido deste modo :
 “Estando uma mola no seu estado relaxado e sendo uma extremidade mantida fixa, aplicamos uma força() à sua extremidade livre, observando certa deformação.Ao observar esse fato, Hooke estabeleceu uma lei, a Lei de Hooke, relacionando Força Elástica(), reação da força aplicada, e deformação da mola ():
A intensidade da Força elástica () é diretamente proporcional à deformação ().
Matematicamente, temos: ; ou vetorialmente: , onde  é uma constante positiva denominada Constante Elástica da mola, com unidade no S.I. de . A Constante Elástica da mola traduz a rigidez da mola, ou seja, representa uma medida de sua dureza. Quanto maior for a Constante Elástica da mola, maior será sua dureza.É importante ressaltar que o sinal negativo observado na expressão vetorial da Lei de Hooke, significa que o vetor Força Elástica (), possui sentido oposto ao vetor deformação (vetor força aplicada), isto é, possui sentido oposto à deformação, sendo a força elástica considerada uma força restauradora.
Sendo  a Força aplicada, tem-se:
A lei de Hooke pode ser utilizada desde que o limite elástico do material não seja excedido. O comportamento elástico dos materiais segue o regime elástico na lei de Hooke apenas até um determinado valor de força, após este valor, a relação de proporcionalidade deixa de ser definida (embora o corpo volte ao seu comprimento inicial após remoção da respectiva força). Se essa força continuar a aumentar, o corpo perde a sua elasticidade e a deformação passa a ser permanente (inelástico), chegando à ruptura do material.
O instrumento que usa a lei de Hooke para medir forças é o dinamômetro.”[2]
Material utilizado
Para a realização deste experimento foi utilizado um conjunto para estudo da Lei de Hooke composto por: 
-1 Suporte universal
-1 Dinamômetro
- 1 Mola metálica;
- 1 Régua, com precisão de mm;
- Haste para prender a mola com os pesos .
- Suporte para se apoiar os pesos à mola;
- 3 Pesos de 0,51 N,0,50 N e 0,51 N;
Como mostra a figura a seguir: 
Procedimento Experimental
Passo a passo:
Meça o peso da massa com dinamômetro.
Coloque o gancho da mola no suporte, considerando a sua posição de equilíbrio como zero.Assinale a posição de equilíbrio arbitrada como zero da escala.
Acrescente as três massas, uma de cada vez, montando uma tabela que tenha as forças.
 
Resultados Obtidos e Discussão
(Questões de 4 á 7)
Trace um gráfico da força deformante: Força versus elongação.
A partir do gráfico qual a relação matemática existente entre força F e a elongação X sofrida pela mola?
A constante estabelecida é conhecida por constante de elasticidade da mola e, normalmente, é representada pela letra K. Sabendo que F= -KX, determine a constante de elasticidade K no sistema internacional (S.I):
 Ao atingir o ponto mais alto de sua trajetória o móvel para, retorna e o fenômeno se repete. Verifique a força aplicada pela mola, em qualquer caso, sempre fica apontado para o ponto de equilíbrio, se opondo a deformação. Por este motivo, quando trabalhamos com a força restauradora aplicada pela mola, a expressão F= -KX contém sinal “-”. Segundo o observado e analisado até o momento, como você justificaria, fisicamente, a presença do sinal negativo na expressão F= -KX? 
Tabela com os dados obtidos:
	Massas
	Força (N)
	Elongação (m)
	Massa 1
	0,51 N
	0,065 m
	Massa 1 e 2
	1,01 N
	0,210 m
	Massa 1,2 e 3
	1,52 N
	0,340 m
Conclusão
Podemos concluir com esse experimento. A força elástica resultante da lei de Hooke é diretamente proporcional à variação de espaço obtido pelo peso que é colocado na mola. A Lei de Hooke estabelece uma relação de proporcionalidade entre a força F exercida sobre uma mola e a elongação Δx correspondente (F = k. Δx), onde k é a constante elástica da mola. Essa mola quando distorcida com pesos diferentes assumirá valores diferentes. Toda mola tem sua constante elástica e é muito fácil a obtenção desta constante.
Referências:
Site: 
[1]Disponível em : http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke
Acessado em 04/11/2014 às 14:43 h.
Livro: 
[2].Wolfgang Bauer, Gary D. Westfall, Helio Dias, Física para Universitários - Mecânica