Escreva com suas palavras o que você compreendeu da Lei de Hook
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Resposta:
Compreendi que ela expressa uma fórmula matemática para saber a força que um corpo, quando deformado, tende a voltar estado normal. Ela é uma grandeza vetorial e possui módulo ou intensidade, direção e sentido.
Explicação:
Lei de Hooke é a expressão matemática utilizada para calcular a força elástica exercida por um corpo que, quando deformado, tende a voltar ao seu formato original, como molas e elásticos.
A força elástica, determinada pela Lei de Hooke, é uma grandeza vetorial e, por isso, apresenta módulo, direção e sentido. Seu módulo pode ser determinado a partir da equação a seguir:
Lei de Hooke
F = k.x
F – força elástica
k – constante elástica
x – deformação
Essa lei afirma que, quando deformamos um corpo elástico como uma mola, uma força restauradora, chamada de força elástica, surge na mesma direção da compressão feita sobre ela, porém, no sentido oposto. É por esse motivo que há um sinal negativo na fórmula apresentada acima.
Constante elástica (k) é a propriedade da mola que mede a sua elasticidade. A unidade dessa grandeza é o Newton por metro (N/m). Se uma mola tem constante elástica de 15 N/m, por exemplo, isso indica que é necessário que se aplique sobre ela uma força de 15 N para que o seu tamanho original seja deformado em 1 m. Caso quiséssemos deformá-la, esticando-a ou a comprimindo em 2 m, seriam necessários 30 N.
A variável x mede a deformação sofrida por essa mola, ou seja, é uma medida de quanto o seu tamanho foi alterado em relação ao tamanho original. Podemos calcular essa deformação tomando a diferença entre os comprimentos final (L) e original (Lo).
Deformação
x – deformação (m)
L – comprimento final (m)
Lo – comprimento original (m)
De acordo com o referencial adotado pela Lei de Hooke, caso o valor de x calculado seja negativo (x < 0), isso indica que a mola está sendo comprimida e, nesse caso, oferecerá uma força de resistência positiva (F > 0); no caso contrário, em que a mola é esticada, o módulo da força elástica será negativo (F < 0).
Outro fator importante consiste em perceber que, na Lei de Hooke, a força elástica é diretamente proporcional tanto à constante elástica quanto à deformação sofrida pela mola. Isso pode ser percebido facilmente: quanto mais esticamos uma mola, fica mais difícil esticá-la, uma vez que a sua deformação torna-se cada vez maior. Observe o esquema que ilustra essa situação:
Esquema da Lei de Hooke
Para uma deformação duas vezes maior que a anterior, a força elástica exercida pela mola é duplicada
. Podemos calcular a força exercida por uma mola esticada ou comprimida a partir da Lei de Hooke.