Força Elástica
Aparece quando há uma mola ou um elástico. É mais comum aparecerem molas, pois pode-se comprimir e esticar, enquanto o elástico só se pode esticar, mas as fórmulas e a teoria se aplica a ambos. Uma mola tem uma forma, e quando está em repouso, sem nenhuma força sobre ela, ela está no seu estado fundamental. Ao se aplicar uma força, como puxar a mola, esta distorce aumentando ou diminuindo de tamanho, dependendo do sentido da força. A mola tende a retornar ao seu estado fundamental, então realiza uma força elástica para retornar ao tamanho original. Para entender força elástica basta entender uma coisa, cada mola tem um coeficiente de restituição ou constante elástica(k), que depende do material de que a mola é feita e de suas dimensões sendo constante independente do grau de distorção da mola. Esse k é medido em N/m, lê-se quantos newtons de força são necessários para distorcer x metros de mola. Agora raciocine, a força elástica é igual à força externa aplicada, pois a mola não arrebenta e fica estática(sem movimento). Sabendo força elástica é possível compreender o dinamômetro. Dinamômetro é o aparelho usado para pesar objetos, usado em feiras usualmente, e é constituído de uma escala, uma mola e um prato.
Para construir um dinamômetro é necessário saber o k da mola, e para isso pode fazer um experimento simples, medir quanto um corpo de 100 g distorce a mola. Calculando a força peso dá um 1 N, então pega o valor x da distorção, em metros, e divide 1 por x. Se for uma mola de k = 100 N / m, cada 10 cm equivale a 10 N, ou seja 1 Kg.
Lei de Hooke
A lei de Hooke consiste basicamente na consideração de que uma mola possui uma constante elástica k. Esta constante é obedecida até um certo limite, onde a deformação da mola em questão se torna permanente. Dentro do
limite onde a lei de Hooke é válida, a mola pode ser comprimida ou elongada, retornando a uma mesma posição de equilíbrio.
Analiticamente, a lei de Hooke é dada pela equação: F = -k.x
Neste caso, temos uma constante de proporcionalidade k e a variável independente x. A partir da equação pode se concluir que a força é negativa, ou seja, oposta a força aplicada. Segue que, quanto maior a elongação, maior é a intensidade desta força, oposta a força aplicada.
Veja o gráfico da lei de Hooke:
Note que as linhas em vermelho são as linhas que representam a força aplicada. Para a elongação da mola, ela é positiva, enquanto que para a compressão da mola, ao longo do sentido negativo do eixo x, esta força assume valores negativos. Já a força de reação oferecida pela mola assume valores negativos para a elongação e valores positivos para a compressão. Isso é muito fácil de observar cotidianamente. É só colocar uma mola presa a
um suporte, de modo que possa ser alongada ou comprimida na horizontal, conforme a figura.
1.Materiais utilizados:
Uma mola helicoidal;
Uma escala milimetrada (régua);
Um tripé;
Cinco pesos de 50g;
Um suporte para o peso de 10g 2. Teoria:
A Força Elástica aparece quando há uma mola ou um elástico. É mais comum aparecerem molas, pois pode-se comprimir e esticar, enquanto o elástico só se pode esticar, mas as fórmulas e a teoria se aplica a ambos. Uma mola tem uma forma, e quando está em repouso, sem nenhuma força sobre ela, ela está no seu estado fundamental. Ao se aplicar uma força, como puxar a mola, esta distorce aumentando ou diminuindo de tamanho, dependendo do sentido da força. A mola tende a retornar ao seu estado fundamental, então realiza uma força elástica para retornar ao tamanho original. Para entender força elástica basta entender uma coisa, cada mola tem um coeficiente de restituição ou constante elástica(k), que depende do material de que a mola é feita e de suas dimensões sendo constante independente do grau de distorção da mola. Esse k é medido em N/m, lê-se quantos newtons de força são necessários para distorcer x metros de mola. Agora raciocine, a força elástica é igual à força externa aplicada, pois a mola não arrebenta e fica estática(sem movimento). Sabendo força elástica é possível compreender o dinamômetro. Dinamômetro é o aparelho usado para pesar objetos, usado em feiras usualmente, e é constituído de uma escala, uma mola e um prato.
Para construir um dinamômetro é necessário saber o k da mola, e para isso pode fazer um experimento simples, medir quanto um corpo de 100 g distorce a mola. Calculando a força peso dá um 1 N, então pega o valor x da distorção, em metros, e divide 1 por x. Se for uma mola de k = 100 N / m, cada 10 cm equivale a 10 N, ou seja 1 Kg.
Procedimentos:
Posiciona-se a mola helicoidal no tripé.
Confere-se com escala milimetrada a medida de seu comprimento.
Acrescenta-se o suporte para os pesos cuja massa é 10g;
Anota-se o comprimento variante da mola em função do peso acrescentado;
A medida em que é acrescentado cada peso de 50g anota-se os respectivos comprimentos.
Os comprimentos em centímetros encontrados pelo grupo foram: Mola solta +10g +50g +50g +50g +50g +50g Aline 18.9 19.1 21.8 24.3 27.8 29.3 31.6 Fernanda 18.9 19.2 21.8 24.3 27.9 29.3 31.7 Diego 19 19.3 21.8 24.3 26.8 29.4 31.7 Diogo 18.8 19.4 21.8 24.2 26.9 29.3 31.8 Ramon 18.9 19.4 21.8 24.4 27 29.4 31.8 Alexandre 18.8 19.4 21.9 24.3 26.8 29.2 31.9 Rodrigo 18.8 19.4 21.8 24.3 26.9 29.2 31.8 MÉDIA 18,9 cm 19,3 cm 21,8 cm 24,3 cm 27,2 cm 29,3cm 31,8cm
Lei de Hooke
A lei de Hooke consiste basicamente na consideração de que uma mola possui uma constante elástica k. Esta constante é obedecida até um certo limite, onde a deformação da mola em questão se torna permanente. Dentro do limite onde a lei de Hooke é válida, a mola pode ser comprimida ou elongada, retornando a uma mesma posição de equilíbrio.
Analiticamente, a lei de Hooke é dada pela equação: F = -k.x
Neste caso, temos uma constante de proporcionalidade k e a variável independente x. A partir da equação pode se concluir que a força é negativa,
0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6
Gráfico da Força em função do
deslocamento
ou seja, oposta a força aplicada. Segue que, quanto maior a elongação, maior é a intensidade desta força, oposta a força aplicada.
Veja o gráfico da lei de Hooke:
Note que as linhas em vermelho são as linhas que representam a força aplicada. Para a elongação da mola, ela é positiva, enquanto que para a compressão da mola, ao longo do sentido negativo do eixo x, esta força assume valores negativos. Já a força de reação oferecida pela mola assume valores negativos para a elongação e valores positivos para a compressão. Isso é muito fácil de observar cotidianamente. É só colocar uma mola presa a um suporte, de modo que possa ser alongada ou comprimida na horizontal, conforme a figura.
