Relatorio fisica MOLAS

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A lei de Hooke, a constante elástica, a força restauradora numa mola helicoidal e associação de molas
Hooke's law, the elastic constant, restoring force on a spring and association of springs
 
Resumo: Este experimento trata sobre a Lei de Hooke e ao fim do mesmo os alunos tornaram-se habilitados e competentes a construir e interpretar o gráfico força deformante versus elongação, enunciar e reconhecer a validade da lei de Hooke, utilizar o conhecimento da lei de Hooke para descrever o funcionamento de um dinamômetro e descrever o que acontece com a constante de elasticidade de molas helicoidais em série e em paralelo. A metodologia utilizada foi experimento em laboratório com um sistema de sustentação tripé, molas helicoidais, conjunto de massas acopláveis de 50 g, gancho e escala milimetrada acoplável. A montagem e realização foram desenvolvidas por dois participantes, conforme instruções, e ao fim do experimento concluiu-se que de acordo com a lei de Hooke a intensidade da força elástica é proporcional a deformação da mola e é expressa por uma equação matemática.
Palavras-chave: Lei de Hooke, força, mola, constante elástica, dinamômetro. 
Abstract: This experiment deals with a Hooke's Law and at the end of them the students became empowered and proficient to construct and interpret the deforming force versus elongation graph, to create and validate the validity of Hooke's law, to use Hooke's knowledge of law to describe the operation of a dynamometer and describe what happens to a spring constant of elasticity in series and in parallel. A methodology used for the experiment in laboratory with a tripod support system, helical springs, set of attachable masses of 50 g, hook and millimeter scale. Assembly and realization were developed by two participants according to instructions, and at the end of the experiment it was concluded that according to Hooke's law the strength of the force is proportional to the deformation of the spring and is expressed by a mathematical equation.
Keywords: Hooke's law, force, spring, elastic constant, dynamometer.
INTRODUÇÃO
Em física, a deformação de um corpo é qualquer mudança da configuração geométrica do corpo que leve a uma variação da sua forma ou das suas dimensões após a aplicação de uma força. As deformações podem ser classificadas basicamente em dois tipos: deformação plástica (persiste mesmo após a retirada das forças que a originaram) e deformação elástica (desaparece com a retirada das forças que a originaram).
Um corpo é considerado elástico quando volta a sua forma anterior após receber aplicação de uma força deformadora. Um exemplo de corpo elástico é a mola.
Em 1676 um físico chamado Robert Hooke estudou a elasticidade dos corpos e em seus estudos concluiu que a distensão de um corpo elástico, como é o caso de uma mola, é diretamente proporcional à força aplicada sobre ela. Este enunciado é conhecido como a Lei de Hooke.
Figura 1
De acordo com o desenho acima (Figura 1) no primeiro momento a mola está em equilíbrio, isto é, não sofre ação de nenhuma força. Porém, ao aplicar uma força de intensidade F sobre ela, observa-se uma deformação x. Caso dobre a força para 2F, observa-se que a deformação sofrida pela mola dobra para 2x.
Matematicamente, a deformação da mola é representada pela equação: 
Fel = - k.∆x
Esta equação representa a lei de Hooke onde: 
Fel = é a força elástica aplicada sobre a mola. Sua unidade no Sistema Internacional é dado em Newtons. O instrumento que usa a lei de Hooke para medir forças é o dinamômetro.
k = é uma constante positiva denominada Constante Elástica da mola, sendo sua unidade Newton/metro no Sistema Internacional. A constante elástica da mola traduz a rigidez da mesma, ou seja, é uma medida que representa a sua dureza. Quanto maior for a constante Elástica da mola, maior será a sua dureza. O valor da constante da mola é dado por k= Fel/∆x. 
∆x = é a deformação sofrida pela mola. Sua unidade no Sistema Internacional é dado em metros.
O sinal negativo observado na expressão vetorial da Lei de Hooke, significa que o vetor Força Elástica (Fel), possui sentido oposto ao vetor deformação (vetor força aplicada), isto é, possui sentido oposto à deformação, sendo a força elástica considerada uma força restauradora. Ou seja, a deformação é considerada positiva quando estica-se a mola e negativa quando comprime-se a mesma.
A representação gráfica da relação entre a força aplicada e a deformação obtida é expressa de acordo com a Figura 2 abaixo, mostrando que ao aumentar gradativamente a intensidade da força aplicada, também aumenta gradativamente a deformação da mola.
 
Figura 2
Assim como na elétrica pode-se associar resistores em série ou em paralelo, também pode-se associar as molas como na Figura 3 abaixo:
Figura 3
Para calcular a força elástica quando existem molas associadas basta encontrar a constante elástica equivalente e substituir na fórmula da Lei de Hooke. Para molas em série k equivalente é dada por:
Já para as molas associadas em paralelo k equivalente é dada por: