Lei de Hooke
Robert Hooke (1635-1703) descobriu em 1676 a lei fundamental que existe entre a força e a distorção resultante num corpo elástico. Robert Hooke, verificou experimentalmente que, em regime de deformações elásticas, a intensidade da força aplicada à mola é diretamente proporcional à deformação produzida. Isto é, se duplicarmos a intensidade da força aplicada à mola, sua deformação dobrará, e assim por diante enquanto a deformação for elástica.
Matematicamente, podemos escrever:
F=kx
Onde k é uma constante de proporcionalidade característica da mola, chamada constante elástica da mola. Sua unidade no SI é Newton por metro (N/m).Podemos obter a constante elástica (k) de uma mola elástica através da declividade da reta de seu gráfico força x deformação.
Força/unidade de área da secção reta. A deformação do tamanho original (l0) pode ser escrito como:
Deformação= l – l0
1. Experimento
1.1. Materiais utilizados:
Uma mola que se alongue facilmente (mola de plástico usadas em encadernação);
Um suporte para pendurar a mola na vertical;
Uma régua comum;
Massas graduadas (chumbinhos de pesca);
1.2. Procedimento:
Penduramos a mola no suporte;
Medimos o seu comprimento l0, no qual l0= 22cm;
Penduramos na mola um copo plástico para colocar as cargas;
Escolhemos 6 cargas de pesos diferentes;
Colocamos uma carga em seguida da outra. E a cada carga colocada, medimos o comprimento l da mola e o correspondente de alongamento x;
l0=22cm; l1=22,5cm; l2=23,0cm; l3=23,5cm; l4=24cm; l5=24,5cm; l6=25cm;
Com esses valores, preenchemos uma tabela;
X=l-l0
X=22,5cm-22cm= 0,5cm
X=23,0cm-22cm=1,0cm
X=23,5cm-22,5cm=1,5cm
X=24,0cm-22,0cm=2,0cm
X=24,5cm-22,0cm=2,5cm
X=25,0cm-22,0cm=3,0cm
Colocamos esses valores num plano coordenado e construímos um gráfico F x x;
Determinamos a constante elástica k da mola;
Como conhecemos apenas o cateto oposto (0,3-0,05=0,25) e o cateto adjacente (3-0,5=2,5), usamos a tangente.
Tagx=cat.