Lei de Hooke
Imagine uma mola presa em uma das extremidades a um suporte, e em estado de repouso (sem ação de nenhuma força).
Quando aplicamos uma força F na outra extremidade, a mola tende a deformar (esticar ou comprimir, dependendo do sentido da força aplicada).
Ao estudar as deformações de molas e as forças aplicadas, Robert Hooke (1635-1703), verificou que a deformação da mola aumenta proporcionalmente à força. Daí estabeleceu-se a chamada Lei de Hooke:
F = -k.x
Onde,
F → é a força aplicada em newtons (N) k → é a constante elástica da mola (N/m) x → é a deformação sofrida pela mola (m)
A constante elástica da mola depende principalmente da natureza do material de fabricação da mola e de suas dimensões. Sua unidade mais usual é o N/m (newton por metro) mas também encontramos N/cm; kgf/m, etc.
Exemplo:
Um corpo de 10kg, em equilíbrio, está preso à extremidade de uma mola, cuja constante elástica é 150N/m. Considerando g=10m/s², qual será a deformação da mola?
Se o corpo está em equilíbrio, a soma das forças aplicadas a ela será nula, ou seja:
, pois as forças tem sentidos opostos.
Exemplo 1. Um bloco de7, 5 kg, em equilíbrio, está preso a uma das extremidades de uma mola, cuja constante elástica é de 150N/m. Determine a deformação sofrida pela mola, considerando g = 10m/s2.
Solução: Como o sistema está em equilíbrio, podemos afirmar que a resultante das forças é igual a zero, ou seja:
F – P = 0 ou F = P =mg
Sabemos que m = 7,5 kg.
Assim,
Exemplo 2. Uma mola apresenta uma de suas extremidades fixada a um suporte. Ao aplicar uma força na outra extremidade a mola sofre uma deformação de 3m.