relatório lei de hooke

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ – UFPA
ENGENHARIA ELÉTRICA
LABORATÓRIO DE FÍSICA
LEI DE HOOKE
 
 
 
BELÉM
2016
INTEGRANTES
Eduardo do Livramento Monteiro Saraiva
Maike Rodrigo Alcântara Reis
Masaichi Hirase Taminato
Matheus Fonseca de Souza Prata
Ricardo Esaú Melo de Alcântara
OBJETIVOS 
Interpretar gráficos relacionando força restauradora x elongação;
Enunciar a Lei de Hooke;
Conclusão sobre a validade da Lei de Hooke;
Utilizar o conhecimento sobre a Lei de Hooke para descrever o funcionamento do sistema massa-mola;
Calcular a constante elástica em um sistema de molas em série e em paralelo.
MATERIAL UTILIZADO
- Tripé
 - 2 (duas) hastes para fixação das molas. 
- Conjunto de pesos.
 - Escala milimetrada.
 - Gancho para acoplamento
4- FUNDAMENTOS TEÓRICOS
O físico inglês Robert Hooke foi quem primeiro demonstrou que muitos materiais elásticos apresentam deformação diretamente proporcional a uma força elástica, resistente ao alongamento produzido. Hooke representou matematicamente sua teoria com a equação:
F = K.x
Em que:
F = força elástica
K = constante elástica
x = deformação ou alongamento do meio elástico
Nota-se então que a Lei de Hooke é responsável por verificar a deformação do corpo elástico ao se expandir. O objeto de estudo mais usado para esse evento é a mola espiral, por ser um objeto flexível que se alonga facilmente.
A energia armazenada no corpo (nesse caso, a mola) é a energia potencial, também conhecida como energia de posição, que é um tipo de armazenamento de energia dos corpos em virtude do seu posicionamento, ou seja, o sistema ou o corpo podem possuir forças interiores capazes de modificar suas posições relativas e suas diferentes partes para chegar ao objetivo (que é realizar trabalho). Mas como essa energia armazenada está diretamente ligada à mola, chamamos esse evento de Energia potencial elástica, no qual o armazenamento de energia ocorre na interação entre a mola e o bloco. O trabalho realizado de forma externa para vencer a resistência da mola, é igual à energia que o próprio trabalho transfere para a mola, ficando armazenada como energia elástica.
DADOS COLETADOS 
	N.Medidas
	Massa (kg)
	Força (N)
	Elongação(m)
	F/Δx
	1
	0,02315
	0,22867
	0,03300
	6,92930
	2
	0,07375
	0,72275
	0,10060
	7,18439
	3
	0,12305
	1,20589
	0,18000
	6,69938
	4
	0,17305
	1,69589
	0,25200
	6,72972
	5
	0,22305
	2,18589
	0,32500
	6,72581
	 
	 
	 
	Valor Médio
	6,85372
Tabela 1- Tabela da mola grande.
	N.Medidas
	Massa (Kg)
	Força (N)
	Elongação(m)
	F/Δx
	1
	0,02315
	0,22867
	0,02500
	9,14680
	2
	0,07375
	0,72275
	0,07700
	9,38630
	3
	0,12305
	1,20589
	0,12700
	9,49519
	4
	0,17305
	1,69589
	0,17800
	9,52747
	5
	0,22305
	2,18589
	0,22700
	9,62947
	 
	 
	 
	Valor Médio
	9,43704
Tabela 2- Tabela para a mola pequena M1.
	N. Medidas
	Massa (Kg)
	Força (N)
	Elongação (m)
	F/Δx
	1
	0,02315
	0,22867
	0,02400
	9,52791
	2
	0,07375
	0,72275
	0,07500
	9,63666
	3
	0,12305
	1,20589
	0,12600
	9,57055
	4
	0,17305
	1,69589
	0,17600
	9,63573
	5
	0,22305
	2,18589
	0,22600
	9,62707
	 
	 
	 
	Valor Médio
	9,59957
Tabela 3- Tabela para a mola pequena M2.
	N. Medidas
	Massa (Kg)
	Força (N)
	Elongação (m)
	F/Δx
	1
	0,02315
	0,22867
	0,04900
	4,66673
	2
	0,07375
	0,72275
	0,15000
	4,81830
	3
	0,12305
	1,20589
	0,25300
	4,76630
	4
	0,17305
	1,69589
	0,35300
	4,80422
	5
	0,22305
	2,18589
	0,45200
	4,83603
	 
	 
	 
	Valor Médio
	4,77831
Tabela 4- Tabela para as molas M1 e M2 associadas em série.
	N.Medidas
	Massa (Kg)
	Força (N)
	Elongação(m)
	F/Δx
	1
	0,02315
	0,22867
	0,01000
	22,86700
	2
	0,07375
	0,72275
	0,03600
	20,07638
	3
	0,12305
	1,20589
	0,06200
	19,44983
	4
	0,17305
	1,69589
	0,08800
	19,27147
	5
	0,22305
	2,18589
	0,11300
	19,34415
	 
	 
	 
	Valor Médio
	20,20176
Tabela 5- Tabela para as molas M1 e M2 associadas em paralelo.
TRATAMENTO DE DADOS
6.1
Gráfico 1- Gráfico de força restauradora x elongação para as medidas da tabela 1. 
Constante elástica após adicionamento da primeira massa.
Constante elástica após adicionamento da segunda massa.
Constante elástica após adicionamento da terceria massa.
Constante elástica após adicionamento da quarta massa.
Constante elástica após adicionamento da quinta massa.
 6.2
Analisando o gráfico nota-se que de acordo com adicionamento das massas no sistema, a força restauradora é aumentada, fazendo assim com que a elongação sofrida pela mola seja maior, pois quanto maior a força exercida na mais ela se esticará, assim havendo uma elongação maior.
 6.3
Verificou-se que a relação F/Δx para cada medida extraída que essa mantém valores próximos entre si, ou seja, não havendo uma grande variação do valor absoluto.
 6.4
Sabendo-se que:
F= K. Δx , isolando K(constante elástica da mola) tem-se:
K= F/ Δx
Tendo posse disso admiti-se que a relação F/ Δx trata-se de K(constante elástica da mola) por isso seus valores pouco se alteram com o adicionamento das massas no sistema.
 6.5
Definindo-se através desses experimentos que a Lei de Hooke calcula a deformação causada por uma força (F) exercida sobre um corpo elástico (mola), gerando um deslocamento pois faz o corpo ser esticado, força essa sendo produzida por outro corpo para que retire a mola de seu estado inicial.
 6.6 
Através dos valores retirados da tabela 4, pode-se calcula Ks a constante elástica para as molas M1 e M2 associadas em série, pela da equação:
= 
e 
Logo:
 6.7
Através dos valores retirados da tabela 5, pode-se calcular Kp a constante elástica para as molas M1 e M2 associadas em paralelo pela equação:
 6.8
Depois de analisar o comportamento de 3 molas em laboratório e verificarmos o deslocamento causado por uma força nas mesmas, claramente se obtém a definição de que a constante elástica(K) difere de uma mola para outra, ou seja, nem toda mola tem uma constante elástica igual.
CONCLUSÃO
Após experimentos feitos em laboratório, sobre o sistema massa-mola para constatar validade da Lei de Hooke, detém-se conhecimentos de que quanto maior uma força for exercida sobre a mola maior será a sua elongação, que sua constante elástica sofre sim pequenos desvios, mas desprezíveis. Percebe-se também que se forem associadas molas em paralelo ou em série, tem-se diferenças como não somente as constantes elásticas mas estas associações mas como para a elongação nas molas, como na associação em série se obtêm um deslocamento maior do que associado em paralelo. Observou-se também que a constante elástica se difere de uma mola para outra, tendo feito estudo para 3 molas diferentes constata-se esta afirmação.
BIBLIOGRAFIA 
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/lei-hooke.htm
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke
SOUSA, João, Determinação da Constante Elástica de Arranjos de Molas em Série e em Paralelo (Equilíbrio). Relatório, Departamento de Ciências Naturais, Universidade Federal de São João Del-Rei, 18 de Outubro de 2010.