A Lei de Hooke

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procedimentos abaixo descritos, foi utilizada a fórmula K= ΔF / ΔX. Sendo que K é a constante elástica da mola helicoidal; ΔF é a variação da Força restauradora encontrada pela diferença entre a Força final e a Força inicial (Ff-Fi); ΔX é a variação da elongação da mola, encontrada pela diferença entre a elongação final e elongação inicial (Ef-Ei).

Destaca-se que foram realizadas quatro simulações neste experimento, conforme descritos abaixo.

1ª Simulação: Verificação do comportamento da Força Peso aplicada pelas massas versus a deformação da mola (utilizando apenas uma mola)

Inicialmente foi colocado o gancho lastro suspenso em uma mola, verificando a posição de equilíbrio arbitrada como zero. Destaca-se que no experimento, o gancho lastro não foi considerado como carga.

Na sequência foram acrescentadas as massas de 50 g em três medições consecutivas, sendo realizado o registro da variação da elongação a cada medição, gerando um gráfico que será apresentado no campo dos Resultados.

Em seguida, após as medições buscou-se determinar a relação matemática existente entre a força e a elongação sofrida pela mola, utilizando a fórmula acima apresentada.

2ª Simulação: Verificação do comportamento da Força Peso aplicada pelas massas versus a deformação da mola (utilizando duas molas em série)

Inicialmente foi colocado o gancho lastro suspenso em duas molas em série, verificando a posição de equilíbrio arbitrada como zero.

Na sequência foram acrescentadas as massas de 50 g em três medições consecutivas, sendo realizado o registro da variação da elongação a cada medição.

3ª Simulação: Verificação do comportamento da Força Peso aplicada pelas massas versus a deformação da mola (utilizando duas molas em paralelo)

Inicialmente foi colocado o gancho lastro suspenso em duas molas em paralelo, verificando a posição de equilíbrio arbitrada como zero.

Na sequência foram acrescentadas as massas de 50 g em três medições consecutivas, sendo realizado o registro da variação da elongação a cada medição.

4ª Simulação: Aplicação da Terceira Lei de Newton (utilizando apenas uma mola)

Nesta 2ª simulação foram colocadas no equipamento de medição as três massas de 50g, totalizando 150g , encontrando a posição de equilíbrio indicada na escala.

Após foi puxada a massa para baixo a uma distância de 1 cm e tornou a soltá-la, verificando o movimento realizado pelas massas até atingir novamente a sua posição de equilíbrio original, conforme descrito abaixo nos resultados.

3. RESULTADOS OBTIDOS

A seguir apresentam-se os principais resultados obtidos nas quatro simulações realizadas.

Resultados obtidos na 1ª Simulação: Verificação do comportamento da Força Peso aplicada pelas massas versus a deformação da mola (utilizando apenas uma mola)

Como resultado das medições da verificação do comportamento da Força Peso aplicada pelas massas versus a deformação da mola na 1ª simulação, foi elaborado o gráfico da força deformante (F) versus Elongação da mola (X), conforme figura 2, a partir dos dados registrados no quadro 1.

Quadro 1 – Resultados das medições1ª Simulação

Medidas Força (N) X = Elongação (m)

S0 0 0

S1 0,46 0,14

S2 0,92 0,28

S3 1,38 0,42

Figura 2 – Gráfico da força deformante F versus X – 1ª Simulação

2ª Simulação: Verificação do comportamento da Força Peso aplicada pelas massas versus a deformação da mola (utilizando duas molas em série)

Nesta 2ª simulação foi verificada a elongação das duas molas utilizadas em série a partir do aumento da carga de massa. Assim verificou-se que ao colocar a primeira massa de 50 g, houve uma elongação de 30 cm, após a segunda massa a elongação foi de mais 29 cm e após a inserção da terceira massa a elongação foi de mais 30 cm.

Assim observou-se que a elongação foi aproximadamente constante de 30 cm a cada inclusão de uma das três massas de 50g.

3ª Simulação: Verificação do comportamento da Força Peso aplicada pelas massas versus a deformação da mola (utilizando duas molas em paralelo)

Nesta 3ª simulação foi verificada a elongação das duas molas utilizadas em paralelo a partir do aumento da carga de massa. Assim verificou-se que ao colocar a primeira massa de 50 g, houve uma elongação de 8 cm, após a segunda massa a elongação foi de mais 8 cm e após a inserção da terceira massa a elongação foi de mais 8 cm.

Assim observou-se que a elongação foi aproximadamente constante de 8 cm a cada inclusão de uma das três massas de 50g.

4ª Simulação: Aplicação da Terceira Lei de Newton (utilizando apenas uma mola)

Observou-se nesta 4ª simulação que a força aplicada pela mola, em qualquer caso, sempre fica apontando para o ponto de equilíbrio, se opondo à deformação. Por este motivo, quando trabalhamos com a força restauradora aplicada pela mola, a expressão F = -KX apresenta o sinal (-).

Assim, pôde se verificar que quando se aplica uma Força para baixo em uma massa acoplada a uma mola, há uma oscilação na mesma proporção do deslocamento para mais ou menos em relação ao ponto de equilíbrio, comprovando a Terceira Lei de Newton.

4. COMENTÁRIOS SOBRE AS RELAÇÕES ENTRE TEORIA E RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Neste experimento foi comprovado que quando aplicado uma força em uma mola, não sendo esta superior ao limite suportável, haverá uma deformação elástica da mola, proporcional à força aplicada, daí estabeleceu a chamada Lei de Hooke.