Relatório Lei de Hooke Desenvolvimento

Prévia do material em texto

DAVID JOEL DE ALMEIDA – RGM 103367 – Nº 13
JOSÉ FRANCELINO DA SILVA – RGM: 102750 – Nº 23
JUAREZ JOSÉ DOUGLAS DA COSTA – RGM 081826 – Nº 25
MAYCON CABEGI – RGM 102459 – Nº 31
RELATÓRIO EXPERIMENTAL
LEI DE HOOKE
Relatório experimental entregue como trabalho prático da disciplina de Física II, no processo de avaliação do primeiro bimestre letivo do terceiro semestre do curso. 
Orientador: Prof. Esp. José Fernando Trevisan Giglio.
SALTO/SP
2016
ÍNDICE
I – OBJETIVO.	2
II – INTRODUÇÃO TEÓRICA.	2
III – MATERIAL UTILIZADO	4
IV – PROCEDIMENTO	4
V – DADOS OBTIDOS	5
VI – CÁLCULOS	5
	
VII – CONCLUSÃO 	6
VIII – DADOS BIBLIOGRÁFICOS	6
I – OBJETIVO.
Verificar que o comportamento estático de uma mola para pequenas deformações é corretamente descrito pela Lei de Hooke; 
Medir grandezas físicas diretas e, a partir de gráficos, determinar outras grandezas; 
Analisar o comportamento estático de um sistema massa-mola. 
II – INTRODUÇÃO TEÓRICA.
A Lei de Hooke é uma lei de física que está relacionada à elasticidade de corpos e também serve para calcular a deformação causada pela força que é exercida sobre um corpo, sendo que tal força é igual ao deslocamento da massa partindo do seu ponto de equilíbrio multiplicada pela constante da mola ou de tal corpo que virá à sofrer tal deformação.
F = -K.x
Notando que, segundo o Sistema Internacional:
F está em newtons
K está em newton/metro
x está em metros
Na Lei de Hooke existe grande variedade de forças interagindo, e tal caracterização é um trabalho de caráter experimental. Entre essas forças que se interagem as forças “mais notáveis” são as forças elásticas, ou seja, forças que são exercidas por sistemas elásticos quando sofrem deformação. Devido a tal motivo, é interessante ter uma idéia do comportamento mecânico presente nos sistemas elásticos. Os corpos perfeitamente rígidos são desconhecidos, visto que em todos os experimentos realizados até hoje sofrem deformação quando submetidos à ação de forças, entendendo-se por deformação de um corpo (alteração na forma e/ou dimensões do corpo). Essas deformações podem ser de diversos tipos:
Compressão
Distensão
Flexão
Torção, dentre outros.
E elas podem ser elásticas ou plásticas:
Deformação plástica: persiste mesmo após a retirada das forças que a originaram.
Deformação elástica: desaparece com a retirada das forças que a originaram.
Hooke estabeleceu que dentro do limite elástico, um material reage deformando-se proporcionalmente à força aplicada. A constante de proporcionalidade entre a força e a deformação é denominada constante elástica e é designada pela letra K.
No caso de uma mola ser deformada, a constante elástica da mola depende de vários fatores:
O módulo de rigidez do material “G” (70);
O diâmetro do fio “d” (40 mm);
O diâmetro interno da mola “D” (22 mm);
O número de espiras da mola “n”(33).
Obedecendo à relação:
Unidade no SI: [𝑁/𝑚] 
III – MATERIAL UTILIZADO.
Suporte para fixação da mola; 
Mola helicoidal; 
Haste; 
Massas;
Régua; 
Balança. 
	
	
IV – PROCEDIMENTO.
Fixar a mola no suporte, 
Com a escala e o indicador medir o comprimento da mola (Io); 
Prender um peso na extremidade da mola;
Medir o comprimento final da mola, após a deformação (lf), anotar na tabela;
Calcular a deformação sofrida pela mola (Δx), anotar este valor;
Retirar o peso e verificar se a mola retorna a sua posição inicial; 
Acrescente novos pesos e repita o procedimento completando a tabela mais abaixo. 
	
	
	
	
V – DADOS OBTIDOS.
	Ordem
	Massa
(g)
	Massa
(kg)
	Força Elástica (N)
	Δx (cm)
	Δx
(m)
	K
(N/m)
	1°
	171
	0,171
	1,68
	1,1
	0,011
	152,72
	2°
	219
	0,219
	2,15
	2
	0,02
	107,5
	3°
	285
	0,285
	2,8
	3,5
	0,035
	80
	4°
	332
	0,332
	3,25
	4,3
	0,043
	75,58
	5°
	395
	0,395
	3,87
	5,6
	0,056
	69,1
	6°
	416
	0,416
	4,08
	6,1
	0,061
	66,88
	7°
	435
	0,435
	4,27
	6,5
	0,065
	65,69
	8°
	483
	0,483
	4,74
	7,4
	0,074
	64,05
	9°
	532
	0,532
	5,2
	8,3
	0,083
	62,65
	10°
	583
	0,583
	5,72
	9,4
	0,094
	60,85
VI – CÁLCULOS.
Gráfico da força elástica versus (𝐹𝑒) versus a elongação (Δ𝑥), com a constante da força da mola calculando o coeficiente angular.
VII – CONCLUSÃO.
Conforme os valores da Força Elástica (Fe) aumentam, a variação de posição (Δx) também aumenta, essa relação existe, pois quanto maior é a variação, maior é a aplicação da força elástica.
O limite de elasticidade de uma mola é até onde o corpo pode esticar sem sofrer alteração em suas características de fabricação, ou seja, é o ponto em que a mola pode esticar sem que danifique, em nosso experimento a mola não ultrapassou o limite de elasticidade.
Com os resultados obtidos no experimento, foi comprovado a Lei de Hooke (dentro do limite elástico, um material reage deformando-se proporcionalmente a força aplicada sobre ele).
 O coeficiente angular da reta representa o quanto a Força Elástica aumenta para cada unidade do deslocamento, como o coeficiente angular é de aproximadamente 50N, quando o deslocamento for de 1 metro, a Força Elástica será de 50N, conforme representado no gráfico.
VIII – DADOS BIBLIOGRÁFICOS.
Eduardo Cavalcanti, Blog da Engenharia, Lei de Hooke. Disponível em: <http://blogdaengenharia.com/lei-de-hooke/>. Acesso em 12 de março de 2016.
Luiz Ferraz Netto, Feira de Ciências, Molas helicoidais 1. Disponível em: <http://www.feiradeciencias.com.br/sala06/06_31.asp>. Acesso em 12 de março de 2016.
Partilho, Lei de Hooke e Força Elástica: O que é?. Disponível em: <http://partilho.com.br/fisica/lei-de-hooke-forca-elastica/>. Acesso em 12 de março de 2016.