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INTRODUÇÃO Todo corpo quando sujeito a uma força sofreráuma certa deformação. De forma geral, estas deformações são classificadas em deformações plásticas e deformações elásticas. Deformação elástica – é aquela em que removidos os esforços atuando sobre o corpo, ele volta a sua forma original. Deformação plástica – é aquela em que removidos os esforços, não há recuperação da forma original. Força Elástica A força elástica (Fel) é a força exercida sobre um corpo que possui elasticidade, por exemplo, uma mola, borracha ou elástico.Essa força determina, portanto, a deformação desse corpo quando ele se estica ou se comprime. Isso dependerá da direção da força aplicada. Como exemplo, vamos pensar numa mola presa num suporte. Se não houver uma força atuante sobre ela, dizemos que ela está em repouso. Por sua vez, quando esticamos essa mola, ela criará uma força em sentido contrário. Note que a deformação sofrida pela mola é diretamente proporcional à intensidade da força aplicada. Sendo assim, quanto maior for a força aplicada (P), maior será a deformação da mola (x), como vemos na imagem abaixo: Figura 01: Deformações na mola. Fórmula da força elástica Para calcular a força elástica, utilizamos uma fórmula elaborada pelo cientista inglês Robert Hooke (1635-1703), chamada de Lei de Hooke. A Lei de Hooke é uma lei da física que determina a deformação sofrida por um corpo elástico através de uma força. A teoria afirma que a distensão de um objeto elástico é diretamente proporcional à força aplicada sobre ele. Como exemplo, podemos pensar numa mola. Ao esticá-la, ela exerce uma força contrária ao movimento realizado. Assim, quando maior a força aplicada, maior será sua deformação. Por outro lado, quando a mola não tem uma força que age sobre ela, dizemos que ela está em equilíbrio. A fórmula da Lei de Hooke é expressa da seguinte maneira: F = k .Δl onde, F: força aplicada sobre o corpo elástico; K: constante elástica ou constante de proporcionalidade; Δl: variável independente, ou seja, a deformação sofrida. Segundo o Sistema Internacional (SI), a força (F) é medida em Newton (N), a constante elástica (K) em Newton por metro (N/m) e a variável (Δl)em metros (m). Obs: A variação da deformação sofrida Δl = L - L0, pode ser indicada por x. Note que L é o comprimento final da mola e L0, o comprimento inicial. Figura 02: Gráfico da Lei de Hooke. Note que as linhas em vermelho são as linhas que representam a força aplicada. Para a elongação da mola, ela é positiva, enquanto que para a compressão da mola, ao longo do sentido negativo do eixo x, esta força assume valores negativos. Já a força de reação oferecida pela mola assume valores negativos para a elongação e valores positivos para a compressão. Isso é muito fácil de observar cotidianamente. É só colocar uma mola presa a um suporte, de modo que possa ser elongada ou comprimida na horizontal, conforme a figura 02. Figura 03: Demonstração da mola presa no suporte. Note que quando é aplicada uma força no sentido positivo do eixo x, a mola reagirá aplicando uma força de igual intensidade, porém sentido contrário. No caso da compressão, a força aplicada é negativa, e a força de reação acaba por ser positiva, sempre contrária à força aplicada. � OBJETIVOS Os objetivos deste trabalho são: Encontrar o coeficiente de elasticidade da mola e da borracha, aplicando a lei de Hooke. Verificar se os gráficos dos dados experimentais obedecem ao comportamento linear esperado pela Lei de Hooke; Determinar as constantes elásticas da mola e da borracha estudadas nesse experimento; Indicar os limites de validade da Lei de Hooke para os corpos de prova estudados, verificando a ocorrência de deformações permanentes em ambos. � MATERIAIS E MÉTODOS – Experimento com a Mola - Materiais Utilizados Os materiais utilizados para realizar este experimento foram: - 01 Régua graduada; Imagem 01: Régua. - 01 Mola; Imagem 02: Mola. - 01 Paquímetro; Imagem 03: Paquimetro. - Pesos diversos Imagem 04: Pesos diversos - Suporte metálico; Imagem 05: Suporte metálico; - Balança digital; Imagem 06: Balança digital; � - Métodos (passo a passo experimento) Neste experimento foi fixada ao suporte uma mola, que foi submetida a uma força de tração sendo fixados pesos necessários para a deformação elástica da mesma. Este processo foi dividido em três etapas, sendo que em cada uma a mola foi submetida a um peso diferente (crescente), conforme gráfico apresentado a seguir. 3.1.3 GRÁFICO Para compreender melhor o experimento da Lei de Hooke foi feita uma tabela. Observe que Δl corresponde à deformação da mola, e F ou P corresponde a força que os pesos exercem na mola. Tabela 01: Dados do experimento da Mola. Após anotar os valores, traçamos um gráfico de F em função de x. Gráfico 01 : Resultado gráfico do experimento da Mola. – Experimento com a Borracha; - Materiais Utilizados Os materiais utilizados para realizar este experimento foram: - 02 Suportes de madeira; Imagem 07: Suporte de madeira; - 01 Borracha de Latex. Imagem 08: Borracha; - 01 Régua graduada; Imagem 09: Régua. - Pesos diversos Imagem 10: Pesos diversos - Métodos (passo a passo experimento) Neste experimento foi feita a compressão da borracha, onde foram usadas duas bases de madeira, sendo que uma foi usada como apoio e outra foi colocada sobre a borracha para servir de suporte ao peso e efetuar a compressão na mesma. Sobre o apoio foi colocado um peso de 5 kg, que somado a base de madeira, totaliza 6 kg e 190 gramas de peso sobre o corpo de prova. Para levantar a deformação do material, foi medida a altura total da estrutura – 101 milímetros, e após a inserção do peso de 5 kg, a altura foi medida novamente, tendo uma compressão de 6 milímetros, apresentando a medida de 95 milímetros de altura, conforme vídeo passado juntamente com o trabalho. Do mesmo modo que o ensaio de tração, no ensaio de compressão, um corpo submetido a compressão também sofre uma deformação elástica e a seguir uma deformação plástica. Na fase de deformação elástica, o corpo volta ao tamanho original quando se retira a carga de compressão. Na fase de deformação plástica, o corpo retém uma deformação residual depois de ser descarregado. Dados do Experimento: Tábua: - Espessura 25,5 mm; Peso: 1 kg e 900 gramas. Medidas da borracha: medidas: 50mm x 70 mm x 2 mm Peso do arroz: 5 kg Nos ensaios de compressão, a lei de Hooke também vale para a fase elástica da deformação, e é possível determinar o módulo de elasticidade para diferentes materiais. Calculo da deformação da borracha: CONCLUSÃO Nesse trabalho fomos capazes de comprovar a veracidade da Lei de Hooke através de dois experimentos. Para tanto sujeitamos ambos a uma mesma configuração instrumental a mola foi fixada em uma de suas extremidades e na outra extremidade adicionávamos massas sucessivamente maiores para registrarmos a extensão da mola em função da força peso a que ela estava sujeita; a borracha foi comprimida sucessivamente com pesos diferentes. Foi possível verificar graficamente, a partir dos dados observacionais, comportamentos lineares dos deslocamentos calculados em função das diferentes forças peso resultantes da ação gravitacional sobre as massas. Através dos resultados foi possível comprovar que a constante elástica impõe uma resistência à deformação da mola, de modo que quanto maior k menor é a deformação da mola para uma mesma força. A partir do limite de linearidade foi possível detectar o aumento na deformação natural da mola, resultando em uma deformação permanente na mesma, comprovando a ação da Lei de Hooke. � REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS HALLIDAY, David, Resnik Robert, Krane, Denneth S. Física 2, volume 1, 5 Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. 384 p. Força elástica. 2018. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/forca-elastica/>.Acesso em: 03 Dezembro de 2018. Lei de Hooke. 2018. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/lei-de-hooke/>. Acesso em: 03 Dezembro de 2018. Fisica - Lei de Hooke. 2018. Disponível em: https://www.infoescola.com/fisica/lei-de-hooke/>. Acesso em: 03 Dezembro de 2018. Proffelipe Aula 06 – Disponível em : http://proffelipe.weebly.com/uploads/2/4/6/5/24652726/aula_6.pdf Acesso em: 04 Dezembro de 2018. �PAGE \* MERGEFORMAT�10�
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