relatorio de fisica lei de hook experimento com molas

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FACULDADES INTEGRADAS DA UNIÃO EDUCACIONAL DO PLANALTO CENTRAL
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL, BACHARELADO
José, Cleiton, Pedro Victor, Francisco,
Diego, Cristiano e Camilla Barreto
RELATÓRIO DE FÍSICA:
Experimento prático da Lei de Hooke.
Gama-DF
Novembro/2017
Camilla da Silva Lima Barreto
RELATÓRIO DE FÍSICA:
Experimento prático da Lei de Hooke.
Relatório sobre o experimento realizado em sala de aula, referente à aplicação da Lei de Hooke, apresentado ao curso de Física geral como parte dos requisitos da graduação de engenharia civil ministrada pelo Professor Doutor Sebastião Ivaldo Carneiro Portela.
 
Gama-DF
Novembro/2017
Sumário
Introdução
A experiência analisada a seguir teve como objetivo obter a constante da elasticidade utilizando-se da lei de Hooke (Lei de Hooke é uma lei da física que está relacionada à elasticidade de corpos e também serve para calcular a deformação causada pela força que é exercida sobre um corpo, tal que a força é igual ao deslocamento da massa a partir do seu ponto de equilíbrio vezes a característica constante do corpo é deformada).
 Para isso foram realizadas algumas medições do deslocamento de uma mola sendo estendida com seus respectivos pesos. Após a obtenção dos dados, foi construído um gráfico do peso pelo deslocamento. Através da equação, pudemos verificar o valor da constante (K) da mola utilizada.
Lei de Hook
“As forças deformantes são proporcionais às deformações elásticas produzidas.”
Existe uma grande variedade de forças de interação. Entre essas, as forças elásticas são exercidas por sistemas elásticos quando sofrem deformações.
 Não conhecemos corpos perfeitamente rígidos, uma vez que todos sofrem deformações, ou seja, alteração em sua forma, dos tipos: compressões, distensões, flexões, torções... podendo ser elásticas ou plásticas.
Deformação plástica: persiste mesmo após a retirada das forças que a originaram.
Deformação elástica: quando desaparece com a retirada das forças que a originaram.
Em 1660 o físico inglês Robert Hooke (1635-1703), observando o comportamento mecânico de uma mola, descobriu que as deformações elásticas obedecem a uma lei muito simples. Hooke descobriu que quanto maior fosse o peso de um corpo suspenso a uma das extremidades de uma mola (cuja outra extremidade era presa a um suporte fixo) maior era a deformação (no caso: aumento de comprimento) sofrida pela mola. Analisando outros sistemas elásticos, Hooke verificou que existia sempre proporcionalidade entre forças deformantes e deformação elástica produzida. Pôde então enunciar o resultado das suas observações sob forma de uma lei geral. Tal lei, que é conhecida atualmente como lei de Hooke, e que foi publicada por Hooke em 1676. 
{\displaystyle W=k*\Delta l}Esta Lei 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.
O experimento:
Primeira parte:
No experimento realizado em 01/11/2017, em laboratório, utilizamos os seguintes materiais:
Régua vertical com precisão de 1mm;
Molas metálicas helicoidais;
Haste para prender a mola na régua;
Suporte para apoio dos pesos;
Pequenas massinhas.
Balança de precisão
Na primeira etapa do experimento, realizamos a medição das massas em balança de precisão, calculamos o valor da força (N) que seria aplicada à mola e medimos o deslocamento da mola na régua conforme esquema abaixo:
Tabela de dados das medições acima:
	Massa (kg)
	Peso (N)
	Deslocamento (metro)
	0,56
	0,548
	0,013
	0,105
	1,029
	0,27
	0,154
	1,509
	0,43
A partir desses dados, configuramos o seguinte gráfico:
Gráfico manual em anexo*
A partir desse gráfico podemos encontrar o valor da constante elástica da mola “k” através da declividade da reta (coeficiente angular), onde k= (peso/Δdeslocamento). Nesse primeiro experimento, k=35,09N/m.
A não-linearização da reta ocorre pela possibilidade de erros do experimento, pois a mola e as medições não são perfeitas e o modelo exige um sistema ideal.
Segunda parte: Molas em paralelo.
Nessa etapa do experimento, utilizamos duas molas paralelamente fixadas com as mesmas forças do primeiro experimento, desconsiderando a massa das hastes adicionadas.
Dessa forma, chegamos à seguinte tabela:
	Massa (kg)
	Peso (N)
	Deslocamento (metro)
	0,56
	0,548
	0,005
	0,105
	1,029
	0,010
	0,154
	1,509
	0,020
E ao gráfico:
Gráfico manual em anexo*
Quando as molas estão posicionadas paralelamente, as forças aplicadas são iguais, mas cada mola tem sua constante elástica. Ao associarmos ambas, com as mesmas forças aplicadas do primeiro experimento, a deformação é menor, então o deslocamento também é menor.Nesse caso, a constante da elasticidade é K¹+ K² = 70,18N/m
Assim como o primeiro experimento, o sistema não é ideal e existem falhas que justificam, mais uma vez, a não linearização da reta.
Terceira parte: Molas em série.
No terceiro experimento, alocamos duas molas, uma apoiada na outra com as mesmas forças anteriormente aplicadas. Assim:
 
Os dados obtidos são:
	Massa (kg)
	Peso (N)
	Deslocamento (metro)
	0,56
	0,548
	0,030
	0,105
	1,029
	0,060
	0,154
	1,509
	0,090
Baseando-nos na tabela acima, montamos o seguinte gráfico:
Gráfico manual em anexo*
Como no experimento 2, as forças aplicadas são as mesmas e cada mola possui sua constante elástica. Ao associamos duas molas em série, obtemos a mola equivalente mais deformável. 
Dessa forma, o cálculo da constante elástica é: e no experimento o resultado obtido foi: 17,545N/m.
CONCLUSÃO
Percebemos que mesmo usando molas e forças iguais, a constante da elasticidade muda de acordo com o posicionamento das molas. Quanto maior o valor da constante da elasticidade, maior é a sua rigidez.
Resultado:
	Experimento
	Constante da elasticidade (k)
	Uma mola
	35,09N/m
	Duas molas paralelas
	70,18N/m
	Duas molas em série
	17,545N/m
Dos três experimentos, a menor constante da elasticidade encontrada foi a do terceiro experimento, mostrando que molas em série ficam mais elásticas, ainda que cada mola tenha uma dureza maior, quando em série, elas possuem a metade da capacidade de rigidez de cada uma isoladamente. Concluímos também, que na posição paralela, a rigidez aumenta, ou seja, são mais capazes de segurar a mesma força aplicada à todos os experimentos, mais especificamente, o dobro da capacidade de uma mola sozinha.
O experimento acima nos ensinou, na prática, que os objetos devem ser colocados de forma paralela, para serem mais eficazes e não haver rompimento dos mesmos quando aplicado a força.
Esses dados, não são exatos, pois existe a exigência de um sistema ideal e medidas perfeitas para igualar com a realidade, mas ainda com a propagação de erros, foi útil para a noção de conhecimentos que precisamos obter para aplicar na nossa futura profissão.
Bibliografia:
https://blogdaengenharia.com/lei-de-hooke/acessado em 06/11/2017
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke/acessado em 15/11/2017
https://pt.wikipedia.org/wiki/Associa%C3%A7%C3%A3o_de_molas/acessado em 16/11/2017