Lei de Hooke

A Lei de Hooke é uma lei da física que determina a deformação sofrida por um corpo elástico através de uma força.


A lei de Hooke se baseia em um movimento específico criado pela mola. Através deste estudo foi colocado no papel como este sistema é desenvolvido.

O que é mola?

A mola é o objeto que pode ser deformado por uma força e depois disso, volta a sua forma original quando esta força é retirada.

Existem vários formas de molam mas, a mais conhecida seria a de metal helicoidal. As molas são indispensáveis e importantes em quase todos os dispositivos mecânicos tanto simples como complexos.

A lei de Hooke demonstra que uma mola possui uma constante elástica chamada k. Esta constante é obedecida até o limite onde a deformação da mola se torna permanente.

Até onde a lei de Hooke é válida, a mola ser alongada ou comprimida e retornando a posição inicial, de equilíbrio.

F = -k.x

k = constante de proporcionalidade

x = variável independente.

Com esta equação pode-se chegar a conclusão de que a força é negativa, oposta a força que é aplicada. E quanto maior o alongamento da mola, maior a intensidade da força oposta a já aplicada.

Não há mágica no formato da mola heicoidal em se movimentar como uma mola. A elasticidade ou molice do objeto é a propriedade fundamental do fio com que a mola é feita.

Um fio reto que seja de metal também vai voltar para sua forma original depois de ser esticão e torcido. Mas o fio espiral usa um espaço muito menor, fazendo ser mais conveniente para usá-lo em máquinas.

Veja também: Lei de Faraday

Material deformado

Quando um material tem uma determinada força exercida sobre ele, o material pode esticar ou comprimir em resultado desta força. Um exemplo disto é a borracha.

Na mecânica, a importância está na tensão que é definida como a força que é aplicada por unidade de área. Esta unidade é representada pela letra grega sigma.

A magnitude do alongamento/compressão que é produzido enquanto o material responde a tensão aplicada tem o nome de deformação. A unidade é representada pela letra épsilon do alfabeto grego.

A medida da deformação é feita pela razão entre a variação do comprimento e o comprimento inicial. Todo o material reage de uma forma particular à tensão.

Os engenheiros precisam saber escolher matérias que se comportem previsionalmente sob uma tensão já esperada. A deformação resultante em quase todos os materiais depende das ligações químicas dentro dele.

É da estrutura química e suas ligações que a rigidez do material depende. O que vai acontecer quando a tensão é retirada, vai depender da distância de deslocação dos átomos.

Deformação elástica

Acontece quando a tensão sobre o material é removida e ele retorna as suas dimensões normais.

Deformação plástica

É a força exercida sobre o material que causa uma tensão no material. Esta tensão é tão grande que o material não volta as suas dimensões originais com a retirada desta tensão. O menor valor da unidade de deformação plástica é chamada de limite elástico do material.​     .

Toda mola usada em máquinas operacionais é feita para que não haja esta deformação plástica.

O estudo de Hooke

No século 17, o físico Robert Hooke percebeu que a curva de tensão x deformação para muitos materiais, tinha uma região de comportamento linear.

Em alguns limites, a força usada para deformar um objeto elástico como por exemplo uma mola de metal, era proporcional, de forma direta, a deformação da mola.

Geralmente no cálculo desta ação da lei de Hooke, é adicionado o sinal negativo. Para significar que a força restauradora, devido a mola, é no sentido oposto ao da força que causou o deslocamento.

Puxando uma mola para baixo, vai acontecer uma extensão da mola para baixo, que terá como resultado uma força para cima, devido a mola.

O sentido da força restauradora é especificado ao abordar problemas em sistemas mecânicos envolvendo elasticidade.

Veja ainda: Potência elétrica

Módulo Young e combinação de molas

O módulo Young, também conhecido como módulo elástico  criado pelo físico Thomas Young, no século 17,mede a resistência de um material com a função de ser elasticamente deformado.

Quanto mais rígido o material, maior será seu módulo de Young.

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O que é Lei de Hooke? A força elástica.

Força elástica em molas (Lei de Hooke) – Exercícios resolvidos


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