7- Mola

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Mola
Universidade Veiga de Almeida
Técnicas de Laboratório de Física I
Prof. Ivan Dias Hinds
Aluno: Ronan E. Costa
Lei de Hooke
A lei de Hooke consiste basicamente na consideração de que uma mola possui uma constante elástica k.
Esta constante é obedecida até um certo limite, onde a deformação da mola em questão se torna
permanente. Dentro do limite onde a lei de Hooke é válida, a mola pode ser comprimida ou elongada,
retornando a uma mesma posição de equilíbrio.
Hooke determinou experimentalmente que “em regime de deformação elástica, a intensidade da força
elástica F é diretamente proporcional à deformação x”, ou seja, a lei de Hooke é dada pela equação:
F = -k . x
F = intensidade da força externa deformadora (que comprime ou distende a mola)
x = deformação da mola em relação à posição normal
K = constante elástica da mola medida no SI em N/m, que é característica de cada mola e que depende do 
material 
Neste caso, temos uma constante de proporcionalidade k e a variável independente x. A partir da equação
pode se concluir que a força é negativa, ou seja, oposta a força aplicada; e que, quanto maior a elongação,
maior é a intensidade desta força, oposta a força aplicada.
Representando graficamente a expressão da lei de Hooke, fica assim:
De forma que fica claro que a constante elástica da mola equivale numericamente a inclinação da reta 
(coeficiente angular).
Oscilador massa-mola
Um oscilador massa-mola ideal é um modelo físico composto por uma mola sem massa que possa ser
deformada sem perder suas propriedades elásticas, chamada mola de Hooke, e um corpo de massa m que
não se deforme sob ação de qualquer força.
Um oscilador, massa-mola horizontal é composto por uma mola com constante elástica K de massa
desprezível e um bloco de massa m, postos sobre uma superfície sem atrito, conforme a figura abaixo:
Como a mola não está deformada, diz-se que o bloco encontra-se em posição de equilíbrio. Ao modificar-se
a posição do bloco para um ponto em x, este sofrerá a ação de uma força restauradora (F = -k . x).
Como a superfície não tem atrito, esta é a única força que atua sobre o bloco, logo é a força resultante,
sendo assim, trata-se de um MHS (Movimento Harmônico Simples), o período de oscilação do sistema é
dado por:
Ao considerar a superfície sem atrito, o sistema passará a oscilar com amplitude igual à posição em que o 
bloco foi abandonado em x, de modo que:
Assim podemos fazer algumas observações sobre este sistema:
- O bloco preso à mola executa um MHS;
- A elongação do MHS, é igual à deformação da mola;
- No ponto de equilíbrio, a força resultante é nula.
ANEXO I
Associação de Molas
Duas molas 1 e 2 tem constantes elásticas k1 e k2, respectivamente. Podemos associá-las em série ou em 
paralelo. Em cada uma dessas associações podemos substituir as duas molas por uma única, que produza 
o mesmo efeito e que chamamos de mola equivalente de constante elástica ke.
Associação em paralelo – neste caso a deformação x sofrida por cada uma das molas é a mesma.
Quando deformadas de x, a mola 1 fica sujeita a uma força F1=k1.x e a mola 2 a uma força F2=k2.x. A mola 
equivalente, quando submetida à mesma força F, sofre a mesma deformação x de modo que F=ke.x
Observe que F = F1 + F2
ke.x = k1.x + k2.x
Associação em série – neste caso as molas 1 e 2 estão sujeitas à mesma força F e sofrem deformações 
diferentes x1 e x2.
 
Como a força F é a mesma:
mola 1:
F = k1.x1 
mola 2:
F = k2.x2
Então, x1 = F/k1 e x2 = F/k2.
Mola equivalente:
F = ke.x
x = F/ke
x = x1 + x2
F/ke = F/k1 + F/k2
Observação:
Na associação de molas em série onde 1/ke = 1/k1 + 1/k2, o valor de ke fica bastante reduzido, sendo que a
mola equivalente é menos rígida, mais deformável. Se quisermos aumentar a rigidez da mola equivalente,
torna-a menos deformável, devemos associar as molas em paralelo, onde ke = k1 + k2. É mais eficaz e
ocupa menos espaço.
ANEXO II
Coeficiente Linear
ANEXO III
Conclusão