CAMPUS RONDONÓPOLIS. LEI DE HOOKE

...

A energia potencial elástica é a energia que a mola recebe quando a mesma é deformada, essa energia tem muito haver com a constante elástica da mola, quanto maior a deformação que se quer causar em uma mola e quanto maior a dificuldade para se deformá-la (K), maior a quantidade de energia que deve ser fornecida a ela (e consequentemente maior a quantidade de energia potencial elástica que essa mola armazenará).

Esse conteúdo, que engloba todas essas vertentes citadas á cima, irá mostrar a importância dessa lei para a nossa vida atualmente, pois ela é usada para fabricação de suspensão e utensilios para automóveis, prendedores de roupas, ratoeiras, em botões liga/desliga de eletrodomésticos, teclas de teclado de computadores, amortecedores de veículos, prensas, torneiras com acionamento por pressão, balanças, etc.

-

ROBERT HOOKE

Robert Hooke (1635-1703) nasceu em Freshwater, na Inglaterra. Foi um cientista experimental e inventor de instrumentos muito talentoso. Como assistente de Robert Boyle, desenvolveu a bomba pneumática (Bomba Pneumática de Diafragma é um equipamento de deslocamento positivo destinado a transferência de produtos químicos, derivados de petróleo e outros). Inventou microscópios, relógios, quadrantes e outros instrumentos para navegação.

A lei da elasticidade dos materiais mecânicos que leva o seu nome foi elaborada em 1660, mas foi divulgada somente dezessete anos depois.

Dentre tantas contribuições de Hooke feita às ciências, podemos citar um mapa da superfície de Marte desenhado por ele que posteriormente acabou ajudando na determinação do período de rotação daquele planeta.

Em 1666, chegou a propor que se medisse a aceleração gravitacional terrestre com um pêndulo. Fez algumas incursões na lei do inverso do quadrado, terreno em que Isaac Newton reinou absoluto e que rendeu a Hooke uma controvérsia para toda a vida.

-

DEFORMAÇÃO ELÁSTICA

Quando um corpo é exposto a uma força externa ao qual o faz comprimir ou esticar-se, sofre uma deformação. Quando o mesmo corpo volta ao seu estado inicial, logo que a força que se aplicou sobre esse corpo for retirada, ele volta ao seu estado inicial, essa deformação possui um nome de deformação elástica.

Enquanto uma força é aplicada sobre o corpo a deformação aumenta até certo ponto, que é conhecido como limite elástico, onde o corpo passa de uma deformação elástica para outra deformação.

4.DEFORMAÇÃO PLÁSTICA

Quando uma força está sendo aplicada sobre o corpo ele pode-se deformar e não voltar ao seu estado inicial. Um mesmo corpo pode sofrer as duas deformações, o que varia de um corpo para o outro é a sua elasticidade, exemplos claros são molas usadas na mecânica de automóveis, com um limite elástico superior ao das molas usadas em fabricações de materiais de uso escolar. As molas usadas na mecânica dos automóveis passam mais tempo sofrendo uma deformação elástica, devido ao seu limite elástico, do que as molas de uso escolar que logo passarão a sofrer deformação plástica.

4.1 PROTEÍNAS

As proteínas passam por uma deformação parecida com as da lei de hooke, quando uma proteína passa por um processo de desnaturação, como mostra a figura1, que ocorrem com a elevação de temperatura, variações dos níveis de pH ou quando submetidos a certos solutos como o álcool, sua atividade biológica é perdida.

[pic 7]

Figura 1 Desnaturação da proteína.

Algumas proteínas desnaturadas, ao serem devolvidas ao seu meio original, podem recobrar sua configuração espacial natural. Mas a sua grande maioria é irreversível.

O ovo cozido passa pelo processo de desnaturação na albumina, que está na clara do ovo, desenvolve a desnaturação devido á elevação de temperatura, e quando esse ovo cozido ficar na temperatura ambiente ele não deixará seu estado solidificado, ou seja não retornando ao seu estado original que é o ovo cru.

-

FÓRMULA DA LEI DE HOOKE.

Hooke descobriu e demonstrou que muitos materiais elásticos apresentam uma deformação, elástica, diretamente proporcional a uma força elástica, a mesma é resistente ao alongamento produzido no material, logo, fórmula para a verificação da Lei de Hooke, é dada por: . Onde é a intensidade da força aplicada, ou simplesmente, força elástica para identificar essa força utiliza-se o peso da massa total colocada no recipiente utilizado para a realização da experiência, essa grandeza é expressa por Newton (N). A letra “K“ representa, na formula da Lei de Hooke, a constante elástica, esta depende muito do material que a mola (ou qualquer outro material elástico apropriado para a verificação da Lei de Hooke) foi fabricada, além das suas dimensões. Esta constante é obtida até certo limite, já que se o material elástico, sofrer uma deformação plástica, essa constante será inválida, pois a deformação do material não se torna permanente. A constante elástica é dada em Newton por metro (). Já a letra “x”, na formula da Lei de Hooke, representa a deformação do meio elástico, ou simplesmente a variação do comprimento do material elástico. Essa variação de comprimento, também pode ser expressão por “”. Essa grandeza, que é expressa em metros, é dada dela diferença do comprimento final pelo comprimento inicial obtido (). A figura 2, mostra, de forma didática, essas grandezas ultilizadas na Lei de Hooke.[pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

[pic 13]

Figura 2: Grandezas aplicadas sobre a mola

-

ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA.

É uma qualidade inerente de um material. A energia potencial está relacionada a posição que o corpo ocupa. Como por exemplo, quando esticamos a mola e soltamos, ou à comprimimos, e ela volta de novo a sua posição inicial, como mostra na figura 3. Porém quando a mola está em equilíbrio, não há nenhuma força sendo exercida sobre ela. Outro ponto que afeta grandemente a energia potencial é a rigidez da mola, que é a resistência de um corpo elástico à deformação por uma força aplicada, pois dependendo da rigidez