LEI DE HOOKE

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LEI DE HOOKE
Disciplina: Física Experimental I
Nome: Alessandro Amorim de Moura, matrícula 201401181091.
Código da Turma: 3001
Turno: Noturno
Professor: Vinício Ferreira
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO/FACITEC
Resumo: Este experimento visa a análise experimental da Lei de Hooke através do uso de mola e pesos. Tal lei pode ser comprovada pela variação linear obtida das medições (distensão da mola) com o aumento dos pesos.
I. INTRODUÇÃO
A lei de Hooke descreve a força restauradora que existe em diversos sistemas quando comprimidos ou distendidos. Qualquer material sobre o qual exercermos uma força sofrerá uma deformação, que pode ou não ser observada. Apertar ou torcer uma borracha, esticar ou comprimir uma mola, são situações onde a deformação nos materiais pode ser notada com facilidade. Mesmo ao pressionar uma parede com a mão, tanto o concreto quanto a mão sofrem deformações, apesar de não serem visíveis. A força restauradora surge sempre no sentido de recuperar o formato original do material e tem origem nas forças intermoleculares que mantém as moléculas e/ou átomos unidos. Assim, por exemplo, uma mola esticada ou comprimida irá retornar ao seu comprimento original devido à ação dessa força restauradora.
Enquanto a deformação for pequena diz-se que o material está no regime elástico, ou seja, retorna a sua forma original quando a força que gerou a deformação cessa. Quando as deformações são grandes, o material pode adquirir uma deformação permanente, caracterizando o regime plástico.
Um corpo ligado à extremidade de uma mola comprimida (ou esticada) possui energia potencial elástica. De fato, a mola comprimida exerce uma força sobre o corpo, a qual realiza um trabalho sobre ele quando o abandonamos. Entretanto, se tentarmos comprimir (ou esticar) uma mola, 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.
II. OBJETIVO
Determinar, experimentalmente, a constante elástica em um sistema massa-mola e em arranjos em série e em paralelo. Deduzir, utilizando conceitos de conservação de energia e do trabalho realizado por uma força com dependência espacial (Lei de Hooke), porém, conservativa, as equações que permitem encontrar a constante elástica em um sistema massa-mola.
III. PROCEDIMENTO
MOLA SIMPLES
Montamos o equipamento conforme ilustração abaixo.
Medimos o comprimento inicial da mola L0 = 100 mm. Inserimos um peso de 0,493N na extremidade da mola, com isso a mola esticou até os 168 mm, sofrendo uma deformação de 68 mm.
ΔL= Lf – L0
ΔL= 168 – 100 = 68 mm
Logo após retiramos o peso da extremidade da mola, e notamos que a mola voltou para sua posição inicial. 
	 
	F(N)
	L0(mm)
	Lf(mm)
	ΔL(mm)
	F/ΔL
	Média
	1
	0,493
	100
	168
	68
	0,007
	0,014
	2
	0,988
	168
	237
	69
	0,014
	
	3
	1,484
	237
	305
	68
	0,022
	
Gráfico
O coeficiente angular ou grau de angulação da reta indica o quanto esta reta esta inclinada no plano (x, y). Sendo o modulo indicando o quanto e o sinal (- ou +) indicando o sentido (aclive ou declive). E Fisicamente o coeficiente angular é a velocidade. Temos como coeficiente angular: 1,484 – 0,493 = 0,991.
	Analisando os valores da variação de deslocamento da mola “ΔL”, podemos observar que aumenta gradativamente de acordo com o peso. A relação entre as duas medidas é de que quanto mais força aplicarmos na extremidade da mola, maior será o seu deslocamento.
	O limite da elasticidade da mola é até onde um corpo ou objeto pode se esticar ou flexionar sem alterar o seu estado físico. 
	A deformação da mola e proporcional à força aplicada para comprimir e/ou esticar a mola, a qual é dada pela Lei de Hooke.
	Com os resultados obtidos comprova a lei, pois a medida que se aumenta o peso, o comprimento da mola aumenta proporcionalmente.
MOLAS EM SÉRIE
Montamos o equipamento conforme ilustração abaixo.
Medimos o comprimento inicial das molas MOLA A L0=140 mm, MOLA B L0=72 mm. Inserimos um peso de 0,493N na extremidade da MOLA B, com isso as molas esticaram formando MOLA A Lf=204 mm e MOLA B Lf=143 mm, sofrendo uma deformação de MOLA A = 64 mm e MOLA B 71 mm.
MOLA A
ΔL= Lf – L0
ΔL= 204 – 140 = 64 mm
MOLA B
ΔL= Lf – L0
ΔL= 143 – 72 = 71 mm
Logo após retiramos o peso da extremidade das molas, e notamos que a mola voltou para sua posição inicial.
	MOLA A
	 
	F(N)
	L0(mm)
	Lf(mm)
	ΔL(mm)
	F/ΔL
	Média
	1
	0,493
	140
	204
	64
	0,008
	0,010
	2
	0,988
	204
	279
	75
	0,013
	
	MOLA B
	 
	F(N)
	L0(mm)
	Lf(mm)
	ΔL(mm)
	F/ΔL
	Média
	1
	0,493
	72
	143
	71
	0,007
	0,010
	2
	0,988
	143
	215
	72
	0,014
	
MOLA A
MOLA B
Comparando o experimento de molas simples com o experimento de molas em série, chegamos à conclusão de que a constante elástica do sistema de molas em série é menor que a constante elástica do sistema de molas simples, resultando quando retiramos a força deformadora da mola, a mesma volta para sua posição inicial.
MOLAS EM PARALELO
Montamos o equipamento conforme ilustração abaixo.
Medimos o comprimento inicial das molas L0=117 mm. Inserimos um peso de 0,493N na extremidade da MOLA B, com isso as molas esticaram Lf=138 mm, sofrendo uma deformação de 21 mm.
ΔL= Lf – L0
ΔL= 138 – 117 = 21 mm
Logo após retiramos o peso da extremidade das molas, e notamos que elas voltaram para sua posição inicial.
	 
	F(N)
	L0(mm)
	Lf(mm)
	ΔL(mm)
	F/ΔL
	Média
	1
	0,493
	117
	138
	21
	0,0235
	0,014
	2
	0,988
	138
	156
	18
	0,0549
	
	3
	1,484
	156
	174
	18
	0,0824
	
Comparando o experimento de molas simples com o experimento de molas em paralelo, chegamos à conclusão de que a constante elástica do sistema de molas em paralelo é igual a constante elástica do sistema de molas simples, resultando quando retiramos a força deformadora da mola, a mesma volta para sua posição inicial.
IV. CONCLUSÃO
De acordo com os resultados, pode-se provar que, à medida que se aumenta o peso (F), o comprimento da mola aumenta proporcionalmente de acordo com a equação, na qual k é a constante de deformação da mola e X a deformação sofrida, enunciada pela lei de Hooke.
Outro ponto observado é que em nenhum dos experimentos realizados a mola ultrapassou seu limite de elasticidade, uma vez que, ao serem retirados os pesos, as molas retornaram para a posição inicial. Na associação de molas foi notado que quando em série o valor da constante elástica obtido é menor que o de uma mola simples e, quando associada em paralelo, o valor da constante é maior que a simples.
V. BIBLIOGRAFIA
http://www.fisica.ufs.br/CorpoDocente/egsantana/dinamica/trabajo/muelle/muelle.htm
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert. Fundamentos de física. 3 ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994.
www.scribd.com/.../Lei-de-Hooke-e-Pendulo-simples.