A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
10 pág.
Relatório Lei de Hooke

Pré-visualização | Página 1 de 2

UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS 
BACHARELADO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL I 
MATUTINO 
 
 
 
Amanda Carmo Santos 
 
 
 
 
 
LEI DE HOOKE: 
Comprovação experimental da Lei de Hooke utilizando molas helicoidais 
(Experimento 2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador 
2021 
1 INTRODUÇÃO 
O presente relatório tem como objetivo apresentar a Lei de Hooke, para 
auxiliar no desenvolvimento do experimento com molas, para que possamos 
realizar a medição da deformação realizada na prática, através de cálculos 
obtidos através dos resultados experimentais. Dessa forma, os resultados 
encontrados estão dispostos em tabela e gráfico para interpretação. Além disso, 
faz-se necessário compreender a Lei de Hooke para que possamos aplicá-la 
durante o experimento. 
No que se refere ao regime elástico, está definido como 
Região onde acontece uma deformação elástica, proporcional a 
intensidade da força aplicada, ali, cessando a força o material 
volta a sua forma original sem deformações permanentes. Um 
corpo submetido a carregamento retorna às suas dimensões 
originais, quando removido o carregamento. Se o corpo é um 
sólido elástico e isotrópico submetido a uma carga de tração, 
vale a Lei de Hooke. (CIMM, 2014). 
A Lei de Hooke é definida como 
Expressão matemática utilizada para calcular a força elástica 
exercida por um corpo que, quando deformado, tende a voltar 
ao seu formato original, como molas e elásticos. A força elástica, 
determinada pela Lei de Hooke, é uma grandeza vetorial e, por 
isso, apresenta módulo, direção e sentido. (HELERBROCK, 
2019). 
A partir disso, tal lei é expressa como 
F = -kx, onde F é a força, x é a deformação 
(alongamento/compressão) e k é uma constante de 
proporcionalidade conhecida como constante de elasticidade a 
qual é usualmente expressa em N/m. O sinal negativo é 
habitualmente adicionado. Isso é para significar que a força 
restauradora devido a mola é no sentido oposto ao sentido da 
força que causou o deslocamento. Puxando uma mola para 
baixo causará uma extensão da mola para baixo, que por sua 
vez resultará em uma força para cima devido a mola. (KHAN, 
2020). 
 
O procedimento experimental consta na medição da rigidez de uma única 
mola. Para isso, pendura-se a mola no suporte, conectando-a ao suporte tripé. 
Após isso, é necessário zerar a régua, colocar inicialmente 25g para deformar a 
mola e posteriormente, colocar mais massas e medir respectivamente suas 
deformações. 
Os materiais utilizados são: 
• Base com haste vertical; 
• Suporte para as molas; 
• Régua milimetrada; 
• Gancho para pendurar as massas; 
• Folha de papel milimetrada; 
• 2 molas; 
• 8 massas de 25 g; 
• 8 massas de 10 g. 
 
2 RESULTADOS E ANÁLISES: MOLAS SIMPLES 
a) Montagem: É necessário pendurar uma mola no suporte, que será ligada 
diretamente ao suporte de massas e alinhar a ponteira. A partir disso, 
coloca-se a primeira massa no suporte, realizando a medida de 
deformação da mola e repete-se as medidas, colocando mais massas e 
medindo as deformações correspondentes. 
 
 Figura 1 - UFJF - Laboratório de Física 1 - Molas (2010), [15:22] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=i_dJlIEgi_0 
 
b) Quadro resumo: 
Quantidade 
de molas 
Massa 
(g) 
Peso 
(N) 
Elongação 
(m) 
K= F/x 
1 25 0,25 0,011 22,7 
2 50 0,49 0,023 21,3 
3 75 0,74 0,036 20,6 
4 100 0,98 0,049 20,0 
5 125 1,23 0,062 19,8 
6 150 1,47 0,075 19,6 
7 175 1,72 0,088 19,5 
8 200 1,96 0,101 19,4 
9 210 2,06 0,107 19,3 
10 220 2,16 0,113 19,1 
11 230 2,26 0,119 19,0 
12 240 2,35 0,124 19,0 
13 250 2,45 0,131 18,7 
14 260 2,55 0,136 18,8 
15 270 2,65 0,141 18,8 
16 280 2,75 0,147 18,7 
 K médio 19,6 
 
 
 Figura 2 - UFJF - Laboratório de Física 1 - Molas (2010), [15:22] 
 
 Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=i_dJlIEgi_0 
 
c) Gráfico 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 – Gráfico do resultado experimental 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
d) Análise dos resultados 
Para encontrarmos o cálculo da inclinação (tangente), faz-se: 
tgƟ = 
𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜
𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒
 = 
𝐹(𝑁)
∆𝑋 (𝑚)
 = 
2,75
0,136
 = 20,2 
O resultado do experimento resulta na tg 20,2º, que é aproximadamente 0,33. 
Diante disso, os resultados obtidos comprovam a Lei de Hooke, pois à medida 
que aumenta o peso, o comprimento da mola aumentará proporcionalmente. 
 
3 PESQUISA 
O vídeo apresentado pelos alunos, é iniciado com a definição de força 
elástica, e que uma mola ao ser comprimida, exercerá força elástica contrária à 
força de compressão. Após isso, explicaram como podemos realizar o 
experimento com molas, além de conceituarem a Lei de Hooke através da 
fórmula. 
 Figura 4 - Trabalho de física - Força elástica, [03:58] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=A-pw8Hz5hZc 
 
Ao decorrer do vídeo, os alunos iniciam a parte experimental. Para isso, 
separam os seguintes materiais: 01 arame de caderno, 01 sacola plástica, 
300mL de água e fita métrica. Eles realizam a medição do arame, sendo de 
25cm. Após isso, colocam 100mL água na sacola plástica que está presa no 
arame e realizam uma nova medida, de 30cm. Utilizam mais 100mL de água na 
sacola, com um novo comprimento de 35cm. E pela última vez, completam com 
os 100mL de água restante, obtendo 40cm. 
 
 Figura 5 - Trabalho de física - Força elástica, [03:58] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=A-pw8Hz5hZc 
 
Por fim, concluem que a mola sofreu uma deformação de 15cm. 
 
 Figura 6 - Trabalho de física - Força elástica, [03:58] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=A-pw8Hz5hZc 
 
a) Este experimento pode contribuir didaticamente para o entendimento da 
Lei de Hooke. Justifique sua resposta. 
Resp.: Sim, embora seja um vídeo amador e de curta duração, é possível 
entender a parte conceitual e o experimento, sendo rápido e prático. 
b) Cite e comente 5 (cinco) pontos fortes e 5 (cinco) pontos fracos deste 
vídeo. 
Resp.: Pontos fortes: vídeo rápido e direto; experimento com materiais de fácil 
aquisição; conceituaram o assunto antes de ir para a prática; explicaram a 
fórmula e conseguiram abordar o assunto de maneira explicativa. 
Pontos fracos: má qualidade do vídeo por ser amador e antigo; má preparação 
dos alunos, com conteúdo decorado; falta de postura ao apresentar o trabalho, 
com brincadeiras; não se precaveram com o armazenamento do vídeo, 
perdendo uma parte importante do experimento e falta de introdução e 
encerramento adequado. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Através da aula prática, pôde-se compreender que, de fato, as molas 
obedecem a Lei de Hooke, pois, as molas se deformam através de uma força 
externa, na qual são submetidas, e voltam ao seu estado original quando 
removemos essa força, chamada de deformação elástica. Vale salientar que, a 
depender da força aplicada, as molas podem se deformar sem voltar para seu 
estado original, sofrendo uma deformação plástica. 
Para aprimorar o experimento, seria de grande valia realizar a prática com 
diversos tipos de molas para que consigamos avaliar as deformações em 
tamanhos e materiais diferentes, e até mesmo para ver a força necessária para 
deformar uma mola. 
No sistema de suspensão de uma moto, tem-se que: 
A análise de um sistema de suspensão, para manter o 
contato do pneu com o solo e garantir conforto aos passageiros, 
pode ser realizada de forma experimental ou teórica, utilizando 
um modelo dinâmico. O modelo dinâmico simula o desempenho 
de um sistema antes dele ser construído, podendo trazer 
resultados teóricos muito próximos da realidade, e permitindo a 
otimização dos componentes com precisão, minimizando os 
custos decorrentes da produção de protótipos. (FREITAS, 
2006). 
 
 Figura 7 – Suspensão traseira McPherson. 
 
Fonte: https://www.autoentusiastas.com.br/2017/10/range-rover-evoque-no-uso/suspensao-traseira/