RONILSON DE MORAIS SOUSA - RELATÓRIO PRÁTICA 7 - LEI DE HOOKE VIRTUAL

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA 
SEMESTRE 2020.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 7 - LEI DE HOOKE VIRTUAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: RONILSON DE MORAIS SOUSA 
MATRÍCULA: 499639 
CURSO: ENGENHARIA AMBIENTAL 
TURMA: 28A 
PROFESSOR: DIEGO DA COSTA E JOÃO HENRIQUE 
DATA E HORA DA REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 24/09/2020 ÀS 14:00 h 
 
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
1.0 OBJETIVOS..........................................................................................................03 
2.0 MATERIAL...........................................................................................................03 
3.0 INTRODUÇÃO.....................................................................................................03 
4.0 PROCEDIMENTO...............................................................................................05 
5.0 QUESTIONÁRIO.................................................................................................09 
6.0 CONCLUSÃO.......................................................................................................11 
7.0 REFERÂNCIAS....................................................................................................12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.0 OBJETIVOS 
 Verificar a lei de Hooke, determinar a constante elástica de uma mola helicoidal, 
determinar o valor de uma massa desconhecida e determinar a aceleração da gravidade. 
 
2.0 MATERIAL 
- Molas cilíndricas em espiral (Mola 1, Mola 2 e Mola 3); 
- Massas aferidas (100 g, 150 g, 200 g, 250 g e 300 g); 
 - Três Massas desconhecidas (menor, média e maior); 
 - Régua. 
 
3.0 INTRODUÇÃO 
 
De acordo com o site Brasil Escola – Lei de Hooke, a lei de Hooke se estabelece quando 
uma mola é deformada por alguma força , com isso, uma força elástica restauradora é exercida 
na mesma direção e no sentido oposto à força externa. Essa força elástica, por sua vez, é variável 
e depende do tamanho da deformação que é sofrida pela mola. 
De acordo com manual da prática 7 - Lei d Hooke, em 1676, Roberto Hooke (1635 – 
1703) descobriu a lei fundamental que existe entre a força e a distorção resultante em um corpo 
elástico. Resumiu os resultados de suas experiências em forma de lei. 
𝑭 = 𝒌 . ∆𝒙 
Onde ∆x é o quanto a mola se deformou e k é a constante elástica da mola (varia de 
acordo com a mola). Dizemos que uma mola A é mais elástica que uma mola B quando, estando 
ambas submetidas a uma mesma força, assim, a mola A sofre maior alongamento. 
 
- Associação de molas em paralelo 
 
Figura 1 – Associação de molas em paralelo 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca.htm
 
 
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Na associação em paralelo, temos que as molas sofrem ação de duas forças, sendo a força 
resultante a soma de ambas as forças. Ou seja, se temos: 
𝐹1 = 𝑘1. ∆𝑥 𝐹2 = 𝑘2. ∆𝑥 
 Podemos concluir que a força resultante é: 
𝐹 = (𝑘1 + 𝑘2 ) . ∆𝑥 
Onde: 𝑘1 + 𝑘2 = 𝑘𝑒 
Essa lei só é válida se a deformação (∆x) for a mesma para as duas molas. 
 
- Associação de molas em série 
 
 
 
Figura 2 – Associação de duas molas em série 
 
Na associação em série, temos que a deformação para cada mola é diferente e que a 
deformação resultante é a soma de ambas. Dessa forma, temos: 
∆𝑥𝑇 = ∆𝑥1 + ∆𝑥2 
Quando associadas em série, as molas sofrem ação de uma mesma força F, ou seja: 
𝐹 = 𝑘1 . ∆𝑥1 → ∆𝑥1 = 𝐹/ 𝑘1 
𝐹 = 𝑘2 . ∆𝑥2 → ∆𝑥2 = 𝐹/ 𝑘2 
Uma mola que possui deformações (∆x) iguais, quando submetidas à mesma força F, 
possuirá uma constante elástica 𝑘𝑒 , sendo assim: 
𝐹1/ 𝑘𝑒 = 𝐹1/ 𝑘1 + 𝐹1/ 𝑘2 
Simplificando, obtemos: 1/ 𝑘𝑒 = 1 /𝑘1 + 1/ 𝑘2 
 
 
5 
 
Outro ponto importante é que, de acordo com o Manual da Prática 7 – Lei de Hooke, se 
tivermos uma massa conhecida em uma mola de constante elástica conhecida, conseguimos 
determinar a gravidade do local, logo: 
P = F 
mg = k Δx 
g = k Δx / m 
 
4.0 PROCEDIMENTO 
 
A prática da lei de Hooke foi disponibilizada aos alunos através do grupo do Facebook do 
laboratório de física experimental e pelo recebimento no e-mail com o manual da prática, ou 
seja, cada aluno realizou sua prática de forma remota e individual. 
No manual da prática 7 – Lei de Hooke foi disponibilizado um simulador para a 
realização do experimento virtual. O link do simulador virtual utilizado é: 
https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs-basics/latest/masses-and-springs-
basics_pt_BR.html . Através do link disponibilizado, acessamos a janela “Lab” para executarmos 
a prática e selecionamos duas opções indicadas pelo manual da prática, comprimento da mola e 
posição de repouso (ambas no lado direito superior). Após esse processo, temos as opções de 
espessuras das molas, de acordo com o tracinho presente em comprimento de molas, dessa 
forma, temos uma escala com 9 tracinhos, ou seja, 9 espessuras de molas. No nosso experimento 
iremos utilizar apenas 3 espessuras definidas pelo manual (Mola 1: 3º tracinho, Mola 2: 5º 
tracinho e Mola 3: 6º tracinho) e além disso, temos um peso de massa conhecida (100 g) e três 
pesos de massas desconhecidas para realizar o experimento. 
 
Figura 3 – Captura de tela do simulador realizada pelo autor no dia 04 de outubro de 2020 
https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs-basics/latest/masses-and-springs-basics_pt_BR.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs-basics/latest/masses-and-springs-basics_pt_BR.html
 
 
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Após esse processo de ajuste do sistema de molas, começamos a prática. Primeiro 
montamos o primeiro sistema formado pela mola 1 e pelo peso de 100 g, em seguida analisamos 
como a mola 1 se comporta com os pesos solicitados para análise pelo manual, os pesos para 
análise foram: 100 g, 150 g, 200 g, 250 g e 300 g, com isso, em cada um dos pessoas analisamos 
a deformação da mola, ou seja, quanto a mola 1 se deformou em mm ou alongou quando 
colocamos cada peso. A deformação foi observada a partir da régua graduada em mm 
disponibilizada pelo simulador, posicionando a régua no traço presente no sistema mola-peso 
onde indica o tamanho da deformação. Em seguida, repetimos o mesmo processo para as molas 2 
e 3, como indicada no parágrafo anterior. Segue os dados obtidos: 
 
MASSA 
(g) MASSA (KG) 
P (N) Δx (mm) Δx (cm) 
k1 
(N/cm) 
100 0,100 0,981 16 1,6 0,61 
150 0,150 1,47 24 2,4 0,61 
200 0,200 1,96 33 3,3 0,59 
250 0,250 2,45 41 4,1 0,60 
300 0,300 2,94 49 4,9 0,60 
XXXXX XXXXX XXXXX XXXXX 
CONTANTE 
ELÁSTICA 
MÉDIA 
0,60 
Tabela 1 – Resultados “experimentais” para a MOLA 1 
 
 
MASSA 
(g) MASSA (KG) 
P (N) Δx (mm) Δx (cm) 
k2 
(N/cm) 
100 0,100 0,981 12 1,2 0,82 
150 0,150 1,47 18 1,8 0,82 
200 0,200 1,96 24 2,4 0,82 
250 0,250 2,45 31 3,1 0,79 
300 0,300 2,94 37 3,7 0,80 
XXXXX XXXXX XXXXX XXXXX 
CONTANTE 
ELÁSTICA 
MÉDIA 
0,81 
Tabela 2 - Resultados “experimentais” para a MOLA 2 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
MASSA 
(g) MASSA (KG) 
P (N) Δx (mm) Δx (cm) 
k3 
(N/cm) 
100 0,100 0,981 11 1,1 0,89 
150 0,150 1,47 16 1,6 0,92 
200 0,200 1,96 22 2,2 0,89 
250 0,250 2,45 27 2,7 0,91 
300 0,300 2,94 33 3,3 0,89 
XXXXX XXXXX XXXXX XXXXX 
CONTANTE 
ELÁSTICA 
MÉDIA 
0,90 
Tabela 3 - Resultados “experimentais” para a MOLA 3 
 
Após esse processo, citado como procedimento 1 no manual da prática 7 – Lei de 
Hooke, demos início ao procedimento 2, onde utilizamos um sistema de pesos desconhecidos, 
como citado na figura 3, onde temos um peso menor, um peso médio e um peso grande e 
analisamos a deformação com cada uma das molas, mola 1, mola 2 e mola 3. Segue os resultados 
obtidos: 
 
Massa desconhecida Δx MOLA 1 (mm) Δx MOLA 2 (mm) Δx MOLA 3 (mm) 
Menor 10 7,2 6,3 
Média 19 15 13 
Maior 29 22 20 
Tabela 4 - Resultados “experimentais” para determinação dasmassas desconhecidas. 
 
Com esses dados podemos determinar os valores dos pesos desconhecidos, pela 
fórmula: 
P = F 
mg = k Δx 
m = k Δx / g 
e utilizando a constante elástica média de cada uma das molas, ambas obtidas nos resultados 
experimentais para a mola 1 2 e 3. Segue os resultados obtidos: 
 
MASSA 
DESCONHECIDA 
MASSA 
DESCONHECIDA 
DETERMINADA 
COM A MOLA 1 
(g) 
MASSA 
DESCONHECIDA 
DETERMINADA 
COM A MOLA 2 
(g) 
MASSA 
DESCONHECIDA 
DETERMINADA 
COM A MOLA 3 
(g) 
MASSA 
DESCONHECIDA 
MÉDIA (g) 
Menor 61 60 58 60 
Média 120 124 119 121 
Maior 180 182 183 182 
Tabela 5 - Determinação das massas desconhecidas. 
 
 
 
8 
 
Por fim, realizamos o procedimento 3 para determinar as medidas e encontrar a gravidade do 
planeta X, tal planeta se encontra no simulador na aba gravidade, como indicada pelo manual da 
prática 7 – Lei de Hooke. Repetimos o procedimento com os pesos 100 g, 150 g, 200 g, 250 g e 
300 g, porém, apenas com a mola 2 e realizamos os cálculos, a partir da fórmula, para encontrar 
a gravidade do planeta X, segue: 
P = F 
mg = k Δx 
g = k Δx / m 
MASSA (g) Δx MOLA 2 (mm) g' PLANETA X (m/s²) 
100 18 15 
150 27 15 
200 36 15 
250 44 14 
300 52 14 
VALOR MÉDIO DA ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE 15 
Tabela 6 - Resultados “experimentais” para o “Planeta X 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.0 QUESTIONÁRIO 
 
1.) Represente em uma mesma folha, os gráficos de F versus x (para as 3 molas) 
colocando as forças nas ordenadas e os alongamentos nas abscissas. Tabelas 7.1, 7.2 
e 7.3. 
 
 
 
Gráfico 1 - F versus x (para as 3 molas) 
 
2.) Determine, pelo gráfico da questão 1, a constante elástica de cada mola (1, 2 e 3). 
 5 
𝑘1 = ∑ 𝐹𝑖/xi = 0,981 + 1,47 + 1,96 + 2,45 + 2,94 / 1,6 + 2,4 + 3,3 + 4,1 + 4,9 = 0,60 N/cm 
 1 
 
 5 
𝑘2 = ∑ 𝐹𝑖/xi= 0,981 + 1,47 + 1,96 + 2,45 + 2,94 / 1,2 + 1,8 + 2,4 + 3,1 + 3,7 = 0,81 N/cm 
 1 
 
 5 
𝑘3 = ∑ 𝐹𝑖/xi = 0,981 + 1,47 + 1,96 + 2,45 + 2,94 / 1,1 + 1,6 + 2,2 + 2,7 + 3,3 = 0,90 N/cm 
 1 
 
 
3.) Qual das molas (1, 2 ou 3) é a mais elástica? Justifique. 
 
A mola mais elástica será aquela que possui a menor constante elástica, pois é 
inversamente proporcional, ou seja, quanto maior a constante elástica menor a 
elasticidade. Dessa forma, a mola mais elástica é a mola 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
4.) Construa o gráfico de x (elongação) versus m (massa), colocando as elongações nas 
ordenadas e as massas nas abscissas. Tabelas 7.1, 7.2 e 7.3. 
 
 
Gráfico 2 - x (elongação) versus m (massa) 
 
5.) O que representa o coeficiente angular do gráfico da questão anterior? Justifique. 
 
A partir do gráfico da elongação pela massa podemos determinar a constante 
elástica de cada mola (mola 1, mola 2 e mola 3) com um valor da gravidade conhecido. 
 
6.) Um astronauta colheu uma pedra na Lua e a suspendeu por uma mola. Observou 
que a mola distendeu de X1. Ao retornar para a Terra, suspendeu novamente a 
pedra na mesma mola e observou que a mola distendeu X2. Mostre como 
determinar a aceleração da gravidade da Lua a partir desses dados e da aceleração 
da gravidade na Terra, sem conhecer a constante elástica da mola. 
 
Podemos utilizar a fórmula F = P = k ΔX, logo, sabemos que mg = k ΔX. Com isso, 
sabemos que a constante elástica será igual em ambos os locais. Dessa forma, podemos utilizar a 
fórmula mg = k Δx, no entanto, com os valores da gravidade de seu local respectivo, além disso, 
sabemos que as massas são iguais, logo: gLua/ ΔX = gTerra/ ΔX. 
 
7.) Considerando que você dispõe de duas Molas 2 (como definida no procedimento 
1.7). Calcule a constante elástica equivalente resultante da associação dessas duas 
molas associadas em série. Utilize a constante elástica média obtida na Tabela 2. 
 
Utilizando a fórmula das molas em associação em série, temos: 1/ 𝑘𝑒 = 1 /𝑘1 + 1/ 𝑘2, 
logo: : 1/ 𝑘𝑒 = 1/0,81 + 1/0,81, logo: 1/ 𝑘𝑒 = 2,5 e 𝑘𝑒 = 0,40 N/cm. 
 
 
 
11 
 
8.) Considerando que você dispõe de duas Molas 3 (como definida no procedimento 
1.7). Calcule a constante elástica equivalente resultante da associação dessas duas 
molas associadas em paralelo. Utilize a constante elástica média obtida na Tabela 3. 
 
Utilizando a fórmula das molas em paralelo, temos: 𝑘𝑒 = k1 +k2, logo: 
𝑘𝑒 = 0,90 + 0,90 = 1,8 N/cm. 
 
 
 
6.0 CONCLUSÃO 
 
Tendo em vista a realização da prática da Lei de Hooke Virtual pode-se perceber a sua 
importância, visto que, tal ferramenta nos permite entender na prática assuntos teóricos visto na 
disciplina de Física. Além disso, nós podemos comprovar algumas fórmulas estudadas na 
disciplina teórica e aplicá-las de forma prática, como a determinação das equações para as molas 
em série e em paralelo e entender o funcionamento das molas de uma forma mais visual com o 
auxílio dos gráficos. 
Outro ponto a ser abordado é a importância desta prática para aplicar conhecimentos da 
matemática na confecção de gráficos. Tal ferramenta nos permite visualizar de forma mais eficaz 
os resultados obtidos na prática. 
Analisando os valores obtidos nas tabelas 1, 2 e 3, podemos perceber uma pequena 
variação nas constantes elásticas obtidas em cada mola de acordo com os pesos do experimento 
ao relacionar a constante elástica média de cada mola, tal variação é pequena e varia entre 0,01 
N/cm e 0,02 N/cm da constante elástica média de cada mola (mola 1, mola 2 e mola 3), tal “erro” 
pode ser explicado pelas falhas ao coletar as medidas das elongações, pois como não utilizamos 
valores em mm com mais de duas casas decimais acabamos arredondando os valores obtidos, 
com isso, essas medidas podem impactar nos valores da constante elástica, uma vez que ao 
trabalharmos com a mola 1, por exemplo, a mesma, deve possuir a mesma constante elástica 
para todos os pessoas nela submetidos. 
Portanto, ao fim da prática da Lei de Hooke Virtual podemos entender como as molas se 
comportam quando submetidas a uma força F e a variação de comprimento da mola. Além disso, 
podemos determinar a gravidade de um planeta X ao submetermos um peso de massa conhecida 
a uma mola de constante elástica já conhecida, dessa forma, conseguimos saber a gravidade do 
planeta X e podemos identificar a massa de pesos desconhecidos quando submetidos a uma mola 
de constante elástica conhecida em um local de gravidade conhecida. 
 
 
 
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7.0 REFERÊNCIAS 
 
Lei de Hooke – Brasil Escola. https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-de-hooke.htm . Acesso 
em: 05 out. 2020. 
 
A Força Elástica e a Lei de Hooke - Toda Matéria. 
Disponível em: https://www.todamateria.com.br/lei-de-hooke/ . Acesso em: 05 out. 2020. 
 
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert. Fundamentos de Física v1. 9. ed. 2013. 
Lei de Hooke – Física Net . Disponível em: 
https://www.fisica.net/mecanicaclassica/a_lei_de_hooke.pdf . Acesso em 09 out. 2020. 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ. Biblioteca Universitária. Guia de normalização de 
trabalhos acadêmicos da Universidade Federal do Ceará. Fortaleza, 2013. 
 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-de-hooke.htm
https://www.todamateria.com.br/lei-de-hooke/
https://www.todamateria.com.br/lei-de-hooke/
https://www.todamateria.com.br/lei-de-hooke/
https://www.fisica.net/mecanicaclassica/a_lei_de_hooke.pdf