Exp09 Relatório das Aulas Práticas Física Experimental I A lei de Hooke%2c a constante elástica e a força restauradora numa mola helicoidal

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ALUNO X
A LEI DE HOOKE, A CONSTANTE ELÁSTICA E A FORÇA RESTAURADORA NUMA MOLA HELICOIDAL
RECIFE
MAIO/2015
 UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ALUNO X
A LEI DE HOOKE, A CONSTANTE ELÁSTICA E A FORÇA RESTAURADORA NUMA MOLA HELICOIDAL
	
	Relatório apresentado ao professor X, de Graduação em Engenharia de Produção, da Universidade Estácio de Sá como requisito parcial para avaliação da disciplina de Física Experimental I.
RECIFE
MAIO/2015
1. INTRODUÇÃO 
Ao estudar as deformações de molas e as forças aplicadas, Robert Hooke (1635-1703), verificou que a deformação da mola aumenta proporcionalmente à força.
 2. OBJETIVOS  
Construir e interpretar o gráfico força deformante x elongação;
Enunciar a lei de Hooke;
Reconhecer a validade da lei de Hooke;
Utilizar o conhecimento da lei de Hooke para descrever o funcionamento de um dinamômetro.
3. MATERIAIS 
01 sustentação com painel, tripé, haste, sapatas;
01 mola helicoidal;
01 conjunto de 04 massas acopláveis de 50g;
01 gancho lastro, 01 suporte inferior móvel;
01 escala milimétrica acoplável.
 4. FUNDAMENTO TEÓRICO
O agente físico força, além de ser capaz de colocar objetos em movimento, fazê-los parar, etc., pode também deformá-los.
Quando sob a ação da força, um objeto se deforma, ele poderá apresentar dois tipos de deformações:
A deformação plástica (deformação permanente): é a deformação sofrida por um objeto que não retorna mais a sua forma anterior, mesmo cessando de atuar a força que o deformou.
A deformação temporária (deformação elástica): é a deformação sofrida por um objeto que retorna a sua forma anterior assim que removida a força que o deformou.
A experiência prática do dia a dia nos informa que as molas helicoidais se distendem e se comprimem quando sujeitas à ação de forças externas. Evidente que cada mola poderá suportar até uma certa intensidade de força deformante.
Para valores acima deste limite de força deformante, a mola sofrerá uma deformação permanente, isto é , cessada a ação da força deformante, a mola não retornará mais ao seu comprimento inicial.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Colocamos o gancho lastro suspenso na mola. A posição de equilíbrio arbitrada como zero foi 30mm
 
Em seguida acrescentamos outras massas, uma de cada vez, completando (para cada caso) as lacunas da Tabela 01.
	N° DE MEDIÇÕES
	F (NEWTON)
	X= ELONGAÇÃO (METROS)
	1
	LASTRO
	Arbitrando 0,038= 0
	2
	0,5
	0,014
	3
	1,0
	0,032
	4
	1,5
	0,049
	5
	2,0
	0,067
Tabela 01
Traçamos o Gráfico 01 da deformante F versus x.
Gráfico 01
A força restauradora de uma mola
Quando aplicamos uma força F na outra extremidade, a mola tende a deformar (esticar ou comprimir, dependendo do sentido da força aplicada). A força restauradora surge sempre no sentido de recuperar o formato original do material.
O gráfico representa o comportamento da força peso, aplicada pelas massas versus a deformação da mola.
A partir do gráfico da deformante F versus x, podemos dizer que a relação existente entre a força F e a elongação x sofrida pela mola é que a tangente do ângulo é igual a constante elástica:
tg= K
A constante elástica da mola helicoidal
A constante elástica da mola depende principalmente da natureza do material de fabricação da mola e de suas dimensões.
A constante estabelecida é conhecida por "constante elástica helicoidal" e é representada por (K).
A unidade da constante elástica no SI é N/m
F= Kx
Onde:
F: intensidade da força aplicada (N);
k: constante elástica da mola (N/m);
x: deformação da mola (m).
Logo,
K= F/x
K= 0,5/0,14
K= 35 N/m
Ao adicionarmos pesos na parte inferior da mola ela deforma, se retirarmos estes pesos ela retorna a forma original.
Ao comprimirmos a mola no seu sentido longitudinal ela comprimi.
A constante elástica numa associação de molas helicoidais
Mola 01:
	N° DE MEDIÇÕES
	F (NEWTON)
	X= ELONGAÇÃO (METROS)
	1
	LASTRO
	Arbitrando 0,040= 0
	2
	0,5
	0,015
K1= F/x
K1= 0,5/0,15
K1= 33,33 N/m
Mola 02:
	N° DE MEDIÇÕES
	F (NEWTON)
	X= ELONGAÇÃO (METROS)
	1
	LASTRO
	Arbitrando 0,035= 0
	2
	0,5
	0,015
K2= F/x
K2= 0,5/0,015
K2= 33,33 N/m
Associação em Série:
KS= K1 * K2 / K1 + K2
KS= 33,33 * 33,33 / 33,33 + 33,33
KS= 1110,88 / 66,66
KS= 16,66 N/m
Associação em Paralelo:
KP= K1 + K2
KP= 33,33 + 33,33
KP= 66,66.
7. REFERÊNCIA 
David Halliday, Fundamentos de Física I – Mecânica.