Lei de Hooke

Universidade Federal do Pará
Centro de Ciências Exatas e Naturais
Departamento de Física
Laboratório Básico I
Experiência 04
LEI DE HOOKE
1. OBJETIVOS
Ao término da experiência o aluno deverá ser capaz de:
a. Interpretar o gráfico força restauradora x elongação.
b. Enunciar a lei de Hooke.
c. Concluir sobre a validade da lei de Hooke.
d. Utilizar o conhecimento da lei de Hooke para descrever o funcionamento do sistema massamola.
e. Calcular a constante elástica equivalente em um sistema de molas associadas em série e em paralelo. 2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
A experiência nos mostra que molas helicoidais se distendem e se comprimem quando sujeitas à ação de forças externas. É evidente que cada mola poderá suportar até certa intensidade de força deformante (força elástica), para valores acima deste limite a mola se deformará permanentemente.
Sabemos que no movimento harmônico simples (MHS), a força resultante num objeto é opostamente dirigida e diretamente proporcional ao seu deslocamento, de uma posição de equilíbrio, na qual a força resultante é zero, ou seja
F (x) = −kx

(1)

onde k é uma constante de proporcionalidade entre a força F (x) e o deslocamento x, a partir da origem, que é a posição de equilíbrio, onde a força é zero. O sinal (-) indica que a força está no sentido oposto ao deslocamento, ou seja, quando o deslocamento está para a direita a força atua para a esquerda e vice-versa. Portanto, o movimento é conservado.

F(x) = 0
F(x)= -kx

x

Portanto a equação 1 , que relaciona a força exercida por uma mola em a função do deslocamento a partir da posição de equilíbrio, denominamos lei de Hooke.

1

Siatema Massa-Mola
Seja uma massa m pendurada através de uma mola de constante k num ponto fixo, conforme figura abaixo

x
F(x) = kx

P = mg no equilíbrio, temos, em módulo
(2)

F (x) = P kx = mg x= mg k (3)

Associação de Molas em Série

x1

k1

x2

k2

x

O deslocamento total será dado por x =