Relatório V - LEI DE HOOKE

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Relatório V - Física Experimental II
INTRODUÇÃO 
LEI DE HOOK PARA MOLAS HELICOIDAIS
1. OBJETIVO: 
Neste experimento, têm-se como objetivo Compreender conceitos relacionados à elasticidade dos materiais; Verificar experimentalmente a lei de Hooke em molas helicoidais. O alongamento de molas helicoidais e elásticas é obtido com a aplicação de uma força deformadora, utilizando massas aferidas.
Interpretar o gráfico de força deformante x elongação;
Enunciar a lei de Hooke;
Concluir sobre a validade da lei de Hooke;
Utilizar o conhecimento da lei de Hooke para descrever o funcionamento de um dinamômetro.
2. MATERIAIS UTILIZADOS:
Sistema de sustentação principal ARETE;
Mola Helicoidal;
Conjunto de 4 massas acopláveis de 50g cada;
Gancho lastro;
Figura 1 – Sistema de sustentação principal arete
Figura 2 – Mola Helicoidal
 Figura 3 – Massa acoplável de massa m=50g
 Figura 4 – Gancho lastro
3.FUNDAMENTOS TEÓRICOS: 
A força além de ser capaz de colocar objetos em movimento, fazê-los parar e etc, é também capaz de deformá-los. Quando, sob a ação da força, um objeto se deforma, ele poderá apresentar dois tipos de deformação:
Deformação permanente: quando, uma vez deformado, o objeto não retorna mais a sua forma anterior, mesmo cessando de atuar a força que o deformou. Esse tipo de deformação é denominada deformação plástica.
Deformação temporária: quando, uma vez deformado, o objeto retorna a sua forma anterior assim que removida a força que o deformou. Esse tipo de deformação é denominado deformação plástica.
A experiência prática do dia-a-dia nos informa que as molas helicoidais se distendem e se comprimem quando sujeitas à ação de forças externas. É evidente que cada mola poderá suportar até uma certa intensidade de força deformante.
4. ANDAMENTO DAS ATIVIDADES:
4.1. O material possuído será utilizado para estabelecer medidas que permitirão determinar a lei de Hooke. 
Colocar o gancho lastro suspenso na mola, considerando a sua posição inicial de equilíbrio como zero.
	Comprimento inicial da mola: 11,2cm
	Comprimento da mola com o gancho lastro: 12cm
4.2. Acrescentar outras massas, uma de cada vez, completando as lacunas da Tabela 
	Nº de Medições
	F (Newton)
	X = Elongação (Metros)
	1
	Lastro
	Arbitrando Zero = 0
	2
	0,4905 
	0,03
	3
	0,981
	0,06
	4
	1,4715
	0,092
	5
	1,962
	0,124
4.3. Trace o gráfico da força deformante F versus X.
Gráfico da força deformante F versus X.
O gráfico representa o comportamento da força peso, aplicada pelas massas versus a forçam de deformação da mola. Como seria o gráfico da força que a mola exerce sobre as massas (força restauradora) versus a elongação?
Resp: O gráfico continuaria nas mesmas proporções do gráfico anterior.
4.4. A partir do gráfico, qual a relação matemática existente entre a força F e a elongação x sofrida? 
Resp: É a razão F
 x
4.5. Utilizando os valores da Tabela 1 e de sua resposta anterior, verifique a validade da relação F α x para cada medida executada.
Resp: 
Medição 2 – 0,4905/0,03 = 16,35 N/m
Medição 3 – 0,981/0,06 = 16,35 N/m
Medição 4 – 1,4715/0,092 = 16 N/m
Medição 5 – 1,962/0,124 = 15,9 N/m
4.6. Escreva a expressão matemática que vincula as grandezas F e x, quando substituímos o sinal de proporcionalidade pelo de igualdada na expressão F α x.
Resp: K = F 
 x
4.7. A constante estabelecida é conhecida por “Constante elástica da mola helicoidal” representada por k.
Sabendo que F = K.x, determine a unidade da constante de elasticidade de K no Sistema Internacional.
Resp: A constante seria aproximadamente 16,35, quando se arredondado o demais valores para a sua obtenção.
4.8. Ao adicionarmos pesos na parte inferior da mola ela se deforma, retirando este peso ela retorna a sua forma anterior, se comprimirmos a mola no seu sentido longitudinal ela resiste à deformação.
4.9. Coloque um peso de 1,5 N na mola, espere o sistema parar de oscilar e anote a posição de equilíbrio indicada na escala.
Resp: 0,09m 
Puxe a massa 1 cm para baixo e torne a soltá-la, descrevendo o observado.
Resp: Ela se movimenta no sentido horizontal. O que acontece é um conflito de forças: enquanto o peso exerce a força peso no sentido do centro da Terra, a mola resiste a essa força, provocando a força de reação.
4.10. Como você justifica o fato de o móvel não ter parado na posição de equilíbrio?
Resp: Justamente pela quantidade de forças entrando em conflito no sistema.
4.11. Ao atingir o ponto mais alto de sua trajetória o móvel para, retorna e o fenômeno se repete. 
Verifique que a força aplicada pela mola, em qualquer caso, sempre fica apontando para o ponto de equilíbrio, se opondo à deformação. Por este motivo, quando trabalhamos com a força restauradora aplicada pela mola, a expressão F = -K.x, apresenta o sinal ( - ).
Segundo o observado e analisado até o momento, como você justificaria, fisicamente, a presença do sinal negativo na expressão F = -K.x?
Resp: Por ser uma força RESTAURADORA, essa força tem que atuar no sentido oposto à força aplicada pelo peso, por isso o sinal negativo na fórmula.
CONCLUSÃO:
Os dados do experimento nos levaram a resultados com poucas diferenças entre o teórico e o prático. As margens de erros encontradas foram variadas e estas devem-se a fatores que podem ter comprometido a exatidão dos resultados da experiência. Por fim, os gráficos mostraram o trabalho executado pela mola,independentemente do peso e, com isso, percebemos a relação peso x tempo aplicado para cada um, comparado com o resultado das forças. Por fim, conseguimos obter os resultados esperados nos objetivos, determinamos a constante elástica da mola helicoidal através do método estático; a constante elástica através do método dinâmico com representação gráfica dos valores encontrados.
 Universidade Estácio de Sá
FÍSICA
 EXPERIMENTAL II
EXPERIMENTO V: 
LEI DE HOOKE
Professor: Décio Alves da Silva
Curso: Engenharia de Telecomunicações
Nome: Deise da Cruz Mendonça
Matrícula: 201107104882
Aula: 15/09/2014.
Rio de Janeiro, 22 de setembro de 2014.