Lei de Hooke: constante elástica da mola
Aplique forças conhecidas a uma mola horizontal; meça o alongamento x e, pelo ajuste linear de F(x), obtenha a constante elástica k.
Objetivo
Determinar a constante elástica da mola k pela lei de Hooke F = k·x, registrando pares força–alongamento e fazendo o ajuste linear de F em função de x.
Materiais
- Mola (montagem horizontal)
- Carga calibrada (controle deslizante)
- Sensor de alongamento (modelo)
Experimento
Teoria
Para uma mola ideal no regime elástico, a força restauradora é proporcional ao alongamento em relação ao equilíbrio: F = k·x. O gráfico da força em função do alongamento é uma reta pela origem, de coeficiente angular k.
Procedimento
- Ajuste a força aplicada F na mola horizontal com o controle deslizante (veja a teoria).
- Escolha uma força e clique em «Registrar medição». O modelo registra o alongamento x (há um pouco de ruído do sensor).
- Repita para no mínimo 6 forças diferentes, distribuídas de modo uniforme no intervalo: não acumule os pontos num só extremo.
- Verifique o ajuste linear de F(x): o coeficiente angular é igual a k.
- Compare o seu k com o valor de referência do quadro de resultado e formule a conclusão.
Conclusão
A constante elástica encontrada é compatível com a de referência dentro da tolerância. Fontes de erro: número finito de degraus de carga, ruído na medida de x e idealização de uma mola linear.