R02 - Lei de Hooke

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Lei de Hooke
Laboratório de Física – Facens
Introdução Teórica:
Tópicos a serem estudados: Lei de Hooke
A lei de Hooke verifica a deformação que acontece com um corpo elástico ao se aplicar uma força, esse princípio declara que ao alongar ou comprimir um objeto elástico, a força elástica vai ser proporcional a força de deformação, ou seja a força elástica sempre vai levar a mola para sua posição original, sendo assim ela sempre vai ser contraria da força de deformação por isso -kx fica negativo.
 
	 ou 	(1)
F: Força aplicada sobre o corpo elástico
K: Constante elástica 
Δl: Deformação sofrida
Objetivos:
· Compreender qualitativamente e quantitativamente as relações entre massa e peso;
· Aplicar a Lei de Hooke;
· Compreender o funcionamento de instrumentos medidores de força;
Detalhes do Experimento:
· Materiais:
· Painel de forças (AZEHEB);
· Dinamômetro (AZEHEB);
· Balança Semi-analítica (DIAMOND);
· Conjuntos de massas;
· Régua milimetrada;
Tabela I. Equipamentos do Experimento.
	Equipamento
	Unidade de Medida
	Sensibilidade
	Precisão
	Valor Máximo Suportado
	Balança 
Semi-analítica
	Grama (g)
	0,1g
	0,1g
	500g
	Dinamômetro
	Newton (N)
	2cN
	1cN
	200cN
	Régua milimetrada
	Metro (m)
	1mm
	0,5mm
	400mm
· Procedimento Experimental:
Procedimento Experimental I – Conhecendo o dinamômetro:
1) Utilizando os imãs, posicione o dinamômetro de modo que fique na posição vertical no painel de forças;
2) Realize a calibração do dinamômetro de modo que o zero da escala esteja tangente a capa protetora (vide figura ao lado);
3) Utilizando o dinamômetro determine o peso dos cinco objetos dispostos sobre a bancada;
4) Utilizando a balança semi-analítica determine a massa dos objetos;
5) Compare a medida direta do peso do objeto (obtida pelo dinamômetro) em relação à medida indireta do peso do objeto (utilizando a balança semi-analítica);
Tabela II – Força Peso obtida de maneira direta e indireta
	Corpo
	Peso Experimental (N)
	Massa (g)
	Peso Teórico (N)
	C1 (azul)
	
	
	
	C2 (vermelho)
	
	
	
	C3 (laranja)
	
	
	
	C4 (verde)
	
	
	
	C5 (preto)
	
	
	
Procedimento Experimental II – Aplicação da Lei de Hooke:
1) No sistema apresentado, ajuste a régua de modo que o valor da posição que o lastro ocupa seja zero (isso facilitará o calculo uma vez que , e sendo nosso , o será a própria posição ocupada pelo lastro). 
2) Usando a balança, realize a aferição da massa de cada uma das cinco anilhas circulares, anotando os valores na coluna massa da Tabela III.
3) Encaixe a massa circular M1, anotando a nova posição do lastro x. Mantendo sobre o lastro a massa M1, acrescente a massa M2, determinando a nova posição do lastro e, assim, sucessivamente até ter as cinco anilhas circulares presas ao lastro e todos os valores para a posição do lastro.
Tabela III – Deformação da mola.
	Corpos:
	Posição do lastro para a mola Δx (m)
	C1
	
	C2
	
	C3
	
	C4
	
	C5
	
C1= porta massa + massa (azul); .
C10= massa (azul) sem porta massa; .
Tabela IV – Deformação do polímero.
	Corpos:
	Posição do lastro para o polímero Δx (m)
	C10
	
	C10+C2
	
	C10+C2+C3
	
	C10+C2+C3+C4
	
	C10+C2+C3+C4+C5
	
4) Construa o gráfico da força elástica como função da elongação para os sistemas analisados.
5) Através da análise gráfica, avalie, para os dados analisados, se a mola e o polímero apresentam comportamento segundo a Lei de Hooke. Também determine o valor da constante elástica para os sistemas que obedecerem a Lei de Hooke.
Resultados e discussão
Após os procedimentos, no experimento I foi possível observar que o peso experimental (N) e peso teórico (N) divergiam. Isso pode se dar devido à gravidade do local possivelmente possuir um valor diferente, bem como pode divergir em diversos locais do planeta terra.
Os resultados do experimento II para com a lei de Hooke foram satisfatórios e coerentes, pois quanto maior o peso, maior foi a deformidade da mola e do polímero.
Para melhor observação e para que se possibilite a compreensão do cálculo das constantes elásticas, foi construído os gráficos:
Gráfico 01
Gráfico 02
Estes gráficos possibilitam a observação dos valores da constante elástica em sua equação, fazendo com que não seja necessário o cálculo. Ele demonstra o valor de 0,1071 para a constante elástica da mola e o valor de 0,0738 para a constante elástica do polímero. Ademais, é possível observar que o resultado do experimento foi satisfatório, pois houve o crescimento linear em ambos os gráficos. Portanto, a mola e o polímero são objetos que respeitam a constante elástica.