trabalho fisica pdf

Prévia do material em texto

Lei de Hooke
Alexsandro Macanhão, Ana Paula Tobaldini Debona, Bárbara Posser, Bianca Thomaz Vieira, João
Gabriel Vieira, Larissa Camila Kelm, Thais Cristina Bonifácio Claro
Curso de Engenharia Civil – 2° Período Noturno – Turma 01 – Pratica A- Disciplina de Física
Geral
 Faculdade Assis Gurgacz - Loteamento FAG – 85814-620 – Cascavel – PR - Brasil
e-mail: lalakelm@hotmail.com
Resumo: A lei de Hooke estuda a elasticidade dos corpos, por exemplo de uma mola, que serve para
calcular a deformação causada pela força exercida sobre a massa. Neste relatório abordaremos sobre o
experimento prático feito em laboratório, através de aparelhos que medem o peso de cada anilha, e assim
expressá-los através de gráficos.
Palavras chave: Lei de Hooke, deformação, Força Elástica, dinamômetro, constante elástica, anilhas,
fórmula.
Introdução
 Qualquer objeto independente de sua rigidez,
quando submetida a uma força de tração ou
compressão sofre uma deformação. Após ser
submetida a uma força o corpo pode voltar a sua
forma original ou não. Quando o corpo volta a sua
forma original determinamos que a deformação é
elástica. Existe um limite para o valor da força a
partir do qual acontece uma deformação
permanente no corpo, nesse limite há uma relação
linear entre a força e a deformação do corpo. Isto é
conhecido como a Lei de Hooke.
 O físico Hooke estabeleceu uma Lei, a qual
carrega seu nome, esta relaciona a Força Elástica
(Fe), reação causada pela força aplicada, e a
deformação da mola (Δx). 
 Esta lei consiste basicamente na consideração
de que um corpo possui uma constante elástica k
(N/m), que representa a dureza da mola, é
obedecida até certo limite elástico do material,
onde a deformação em questão se torna
permanente. Dentro do limite onde a lei de Hooke
é válida, a mola pode ser comprimida ou alongada,
retornando a uma mesma posição de equilíbrio.
Quanto maior o peso, maior será a deformação,
que será o alongamento da mola.
A lei de Hooke é dada pela equação:
 É importante ressaltar que o sinal negativo
observado na expressão vetorial anterior, significa
que o vetor Força Elástica (Fe), possui sentido
oposto ao vetor deformação (vetor força aplicada),
isto é, possui sentido oposto à deformação, sendo
a força elástica considerada uma força
restauradora.
Procedimento experimental
Para efetuar o procedimento foi utilizado uma
haste de metal com base e tripé, uma mola, um
dinamômetro para medir o peso das massas,
cinco anilhas, um suporte para anilhas e uma
régua de madeira.
A haste de metal com base e tripé é um
equipamento para medir o alongamento da mola
conforme o peso pendurado sobre a extremidade,
acompanhando na régua a medida da mesma. Os
dados obtidos são em milímetros e assim
transformados para a unidade de medida metros.
O aparelho é composto de uma haste contendo
medidas de uma régua, uma base para ficar
fixada sobre a bancada e um local destinado para
pendurar a mola e assim começar a medição.
(Fig.1)
Fig. 1: Haste de metal com base e tripé
O dinamômetro é um equipamento para
medir o peso das anilhas, colocando o suporte
para anilha na ponta e as anilhas no suporte.
(Fig.2)
Fig. 2: Dinamômetro, com suporte para
anilhas e anilhas.
Após todos os equipamentos estarem na
bancada foi dado início ao experimento,
coletando primeiramente as forças pesos (P) das
anilhas obtidos com o dinamômetro.
Em seguida na haste de metal com base e
tripé foi suspenso uma mola de metal e
pendurado um suporte para objetos em sua
extremidade, assim foi analisado o alongamento
da mola vertical devido a aplicação de uma força
peso. O procedimento foi repedido por cinco
vezes, acrescentando um a um até obtermos um
conjunto de pares de alongamento (x). 
Coletado todos os dados foi montado uma
tabela com os respectivos valores e suas
incertezas. Após o preenchimento foi
encontrado o valor da constante elástica (k), o
erro relativo (%) e assim feito a construção do
gráfico.
Resultados e Discussão
 A lei de Hooke estuda a elasticidade de um
corpo, podendo então calcular a deformação
causada pela forca aplicada sobre a massa. Com
os dados coletados no experimento realizados
em laboratórios, temos o seguinte levantamento: 
Tabela 1: Dados de peso e alongamento de uma
mola.
 
 Após completar a tabela percebeu-se que se
trata de uma equação de 1º grau, sendo assim
feito o gráfico abaixo (Gráfico 1). Com o gráfico
pode-se predizer qual será a deformação da
mola, devido à força aplicada na mesmo.
Gráfico 1: Gráfico demonstrativo força versos
alongamento, dados retirado da tabela 1.
 Como o gráfico formou uma reta, entende-se 
que a força é diretamente proporcional ao 
alongamento da mola.
 Após a construção da tabela e do gráfico, foi
encontrado o valor da constante elástica, no
formato , sendo que os resultado
foram obtidos da seguinte maneira: 
 
 Fazer o somatório da coluna constante, que
está na tabela, dividindo pela quantidade de
atividades:
Calcular Δk:
 Fazer para cada atividade a diminuição da
constante pelo somatório total das constantes:
 Com os dados calculados passa para o próximo
passo que é o cálculo do desvio padrão, cuja a
formula é dada abaixo:
 Após calcular o desvio padrão, foi encontrado
o desvio padrão médio:
 Então substituir na fórmula dada pelo
professor:
 Em seguida deve ser calculada o erro relativo
dos dados obtidos anteriormente, como é
mostrado a seguir:
Conclusão 
 Na aula pratica foi realizado um experimento,
utilizando um dinamômetro, haste metálica com
base e tripé, anilhas e suporte para anilhas.
 Após todos os experimentos e cálculos foi feito
a construção de uma tabela com todos os dados
obtidos anteriormente e um gráfico que
representa uma reta. Então para a conclusão do
experimento foi determinado a constante elástica,
mostrado a baixo:
k = (19,93± 0,25) N/m
 Percebe-se que a mola é elástica pois
independente da força aplicada em sua
extremidade a mesma volta ao sua forma original
não sofrendo qualquer tipo de deformação
permanente.
Referências 
[1] Mundo Educação “Lei de Hooke” 
<http://www.mundoeducacao.com/fisica/lei-
hooke.htm>
[2] Wikipédia “Lei de Hooke” 
< https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke>
[3] Só física “Força Elástica”
<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecani
ca/Dinamica/fe.php>
[4] Info escola “Lei de Hooke”
<http://www.infoescola.com/fisica/lei-de-hooke/>
http://www.mundoeducacao.com/fisica/lei-hooke.htm
http://www.mundoeducacao.com/fisica/lei-hooke.htm
http://www.infoescola.com/fisica/lei-de-hooke/
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/fe.php
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/fe.php
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke