Relatório 3 Lei de Hooke Fisica 2

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
OTÁVIO DOS SANTOS E SANTOS
TIAGO DOS SANTOS PINTO
EXPERIMENTO 3: LEI DE HOOKE
Feira de Santana - Bahia
2018
OTÁVIO DOS SANTOS E SANTOS
TIAGO DOS SANTOS PINTO
EXPERIMENTO 3: LEI DE HOOKE
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção da aprovação na disciplina FIS210, no curso de Engenharia Civil, na Universidade Estadual de Feira de Santana. 
Prof. Vladimir Ramos Vitorino de Assis
Feira de Santana - Bahia
2018
Objetivo
Este experimento tem por objetivo assimilar o alongamento de molas helicoidais, obtido com a aplicação de uma força deformadora, utilizando massas aferidas. Determinando a constante elástica de uma mola helicoidal, linearizando as equações trabalhadas, representando graficamente os dados experimentais e utilizar regressão linear para a determinação da grandeza estudada.
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 à 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. Nesta aula trataremos de deformações pequenas em molas, ou seja, no regime elástico. A Segunda Lei de Newton (princípio fundamental da dinâmica) afirma que: “A resultante das forças que agem sobre um corpo de massa constante se dá pelo produto dessa mesma massa pela aceleração resultante.”
Desenvolvimento
Para obter os valores teóricos, parte-se da Lei de Hooke, a qual descreve que, numa mola, a força de extensão ou compressão é linearmente proporcional à variação de comprimento sofrida pela mola, desde que a força não exceda o seu limite de deformação elástica. Esta relação é expressa algebricamente por , onde o coeficiente é denominado “constante elástica da mola”, determinado experimentalmente e depende, entre outros fatores, do material de fabricação, espessura do fio e tamanho do aro. O sinal de menos representa que os vetores forças e deslocamento têm sentido oposto. 
Para demonstrar a validade do sistema massa-mola na vertical (onde existem forças não nulas na direção do movimento), utiliza-se o fato de que , sendo a altura na qual a mola está em equilíbrio com estas forças (como o peso), e então este “zera” a força resultante. Portanto, ao subtrair-se de está se considerando apenas o deslocamento devido à massa fixada no final da mola. Considerando agora a 2ª Lei de Newton, para descobrir a força, que na experiência como os corpos estão em equilíbrio, e influenciados pela Força Peso, utiliza .
Materiais Utilizados:
- Mola metálica;
- Haste com escala graduada em para prender a mola com os pesos;
- 4 Corpos com diferentes massas;
- Balança Eletrônica Digital.
Cálculo da força e da constante elástica:
	Objetos
	Massa(Kg)
	Y- Força peso(N)
	X- Deformação(m)
	XY
	X²
	N/m
	Cilindro 1
	0,07022
	0,688156
	0,05
	0,0344078
	0,0025
	13,76
	Cilindro 2
	0,06520
	0,63896
	0,045
	0,0287532
	0,002025
	14,19
	Cilindro 3
	0,02390
	0,23422
	0,016
	0,0037475
	0,000256
	14,63
	Cilindro 4
	0,01369
	0,134162
	0,009
	0,0012074
	0,000081
	14,90
	Somatório
	
	1,6954498
	0,12
	0,0681159
	0,004862
	57,48
Tabela 1: valores do experimento
Gráfico de força peso(N)/deformação(m)
K = 
K = 
K = 14,37
- DISCREPÂNCIA RELATIVA PERCENTUAL
D%= ||*100
D%= ||*100
D%= 4,8%
CONCLUSÃO
A Lei de Hooke estuda o exercício de uma força elástica sobre uma mola, durante o deslocamento da mesma. Na posição de equilíbrio, o peso de um corpo dependurado verticalmente em uma mola equivale à força elástica da mola. Dessa forma, percebe-se a importância desta lei, visto que ela explica o comportamento da mola em relação à força que é exercida sobre ela. 
Vale lembrar ainda que o método dos mínimos quadrados é fundamental, pois o mesmo possibilitou encontrar uma equação que explicasse a tendência da variação do deslocamento da mola em função do peso. Ao representar graficamente, os valores irão fornecer uma reta que representa o ajuste linear.
Referências Bibliográficas
ANJOS, Talita Alves. "Lei de Hooke"; Mundo Educação. Disponível em < http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/lei-hooke.htm>. Acesso em 07 de novembro de 2017.
FERREIRA, Nathan Augusto. "Primeira Lei de Newton"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-newton.htm>. Acesso em 07 de novembro de 2017.