Lei de Hooke, Notas de aula de Engenharia Mecânica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

Relatório de Física 2

Título: Lei de Hooke

Manaus, 21 de dezembro de 2009

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

Relatório de Física 2

Título: Lei de Hooke

Manaus, 21 de dezembro de 2009

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

Relatório solicitado pela professora Querem Hapuque a aluna Sabrina de Oliveira – 20810649, a respeito do primeiro experimento feito no laboratório de Física 2.

TEORIA

A lei de Hooke descreve a força restauradora que existe em diversos sistemas quando comprimidos ou distendidos. Qualquer material sobre o qual exercemos uma força sofrerá uma deformação, que pode ou não ser observada. Apertar ou torcer uma borracha, esticar ou comprimir uma mola, são situações onde a deformação dos materiais pode ser notada com facilidade. Mesmo ao pressionar uma parede com a mão, tanto o concreto quanto a mão sofrem deformações, apesar de não serem visíveis. A força restauradora surge sempre no sentido de recuperar o formato original do material e tem origem nas forças intermoleculares que mantém as moléculas e/ou átomos unidos. Assim, por exemplo, uma mola esticada ou comprimida irá retornar ao seu comprimento original devido à ação dessa força restauradora. Enquanto a deformação for pequena diz-se que o material está no regime elástico, ou seja, retorna à sua forma original quando a força que gerou a deformação cessa. Quando as deformações são grandes, o material pode adquirir uma deformação permanente, caracterizando o regime plástico. Nesta aula trataremos de deformações pequenas em molas, ou seja, no regime elástico. A figura mostra uma mola com comprimento natural x.. Se esta for comprimida até um comprimento x<x. , a força F ( também chamada de força restauradora) surge no sentido de recuperar o comprimento original. Em todas as situações descritas a força F é proporcional à deformação x, definida como x=x – x.

Tratamento de Dados

1. Considere uma tabela contendo os valores da força responsável pela alongação da mola e sua respectiva distensão. Considere g= 9,8 m/s².

Massa X1 X2 X3 Xm 50g 0,241m 0,241m 0,241m 0,241m 100g 0,269m 0,269m 0,269m 0,269m 150g 0,297m 0,297m 0,297m 0,297m 200g 0,325m 0,325m 0,325m 0,325m 250g 0,353m 0,353m 0,353m 0,353m Massa X1 – ΔX (m)

X2 - ΔX

(m)

X3 - ΔX

(m)

Xm - ΔX (m)

50g 0,028m 0,028m 0,028m 0,028m 100g 0,056m 0,056m 0,056m 0,056m 150g 0,084m 0,084m 0,084m 0,084m 200g 0,112m 0,112m 0,112m 0,112m 250g 0,140m 0,140m 0,140m 0,140m

2. (^) Trace um gráfico, em papel milimetrado, de F(x)= f(x) e determine a inclinação da reta encontrada.

Para determinarmos experimentalmente a constante K utilizaremos o seguinte procedimento.

Mediremos a deformação x da mola, para deferentes pesos colocados em sua extremidade livre e traçaremos o gráfico do peso empregado contra x, calcularemos k a partir do gráfico.

Cálculo da constante da mola:

KX = m * g K = m*g

X

Para m = 50 g K = 17.

Para m = 100 g K = 17.

Para m = 150 g K = 17.

Para m = 200 g K = 17.

Para m = 250 g K = 17.

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Conclusão