Lei de Hooke aplicado para molas helicoidais

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Em seguida, foi traçado o gráfico da força deformante F versus X.

*cada massa possui-a peso de 50gf (equivalente a aproximadamente meio newton) e a partir daí foi realizado os cálculos.

O gráfico F versus X representa o comportamento da força peso, aplicada pelas massas, versus a deformação da mola.

O gráfico da força que a mola exerce sobre as massas (força restauradora) versus a elongação (X) seria também crescente já que a mola helicoidal deforma de acordo com a quantidade de força aplicada.

A relação matemática existente no gráfico seria entre F e X, que a tangente do gráfico é a constante elástica da mola. Escrevendo a expressão matemática que vincula as grandezas F e X, quando substituímos o sinal de proporcionalidade o de igualdade na expressão F proporcional X.

F= -K.x (3)

Em seguida, foi adicionado pesos na parte inferior da mola, e assim houve uma deformação na mola, retirando o peso ela se restaurou, e depois de comprimir a mola no seu sentido longitudinal ela se comprimiu.

Foi colocado um peso de 1,5N na mola, e assim o sistema começou a oscilar naturalmente. Logo após ele parar de oscilar, foi anotado a posição de equilíbrio indicado na escala

Posição de equilíbrio: 19,5cm ou 0,195m.

Assim, foi puxada a massa 1cm para baixo e soltada logo em seguida, descrevendo o observado, foi concluído que:

A mola juntamente com o conjunto vai oscilando até chegar em seu momento de repouso, perdendo elasticidade a cada segundo que se passa.

Segundo o observado e analisado até o momento, justificamos que a presença no sinal negativo na expressão F= -K.x, se dá pelo fato de que a mola sempre fica apontada para o ponto de equilíbrio se opondo a deformação.

Segunda parte: A constante elástica numa associação de molas helicoidais em série.

Foi realizado novamente todo o processo inicial acima, porém com o lastro preso a 2 molas helicoidais.

As medidas podem ser conferidas a seguir na tabela:

F (Newton)

X= Elongação (metros)

0,5

0,011m

1,0

0,015m

1,5

0,011m

2,0

0,011m

Tabela 2.

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Foi determinada a constante K para um sistema formado por duas molas em série.

Essa constante K pode ser calculada de acordo com a inclinação da reta dada no gráfico.

(Atrás da folha do gráfico)

As constantes na maioria das vezes em todos os pontos, sempre serão iguais, no entanto se houver uma variação no K1, K2, etc, basta realizar a soma total para se obter um Kr(K resultante).

Com base na atividade feita em laboratório pode-se dizer que cada mola tem sua própria constante de elasticidade que diz o quanto ela pode se alongar caso tenha uma força atuante.

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CONCLUSÃO

A Lei de Hooke estuda o exercício de uma força elástica sobre uma mola, durante o deslocamento da mesma. Na posição de equilíbrio, o peso de um corpo dependurado verticalmente em uma mola equivale a força elástica da própria mola. Dessa forma, percebe-se a importância desta lei, visto que ela explica o comportamento da mola em relação a força que é exercida sobre ela.

Vale lembrar que saber calcular a inclinação da reta é fundamental, pois o mesmo possibilitou encontrar a constante K da mola. Ao representar graficamente, os valores irão fornecer uma reta que representa o ajuste linear.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Livro de Física - Física 2 Termodinâmica e Ondas ( Sears & Zemansky) Young & Freedman 12º Edição.