Efisica

O que é

 

Alguns objetos, depois de sofrer pequenas deformações temporárias, têm a propriedade de voltar à sua forma original: é a elasticidade. Por exemplo, a força elástica está envolvida quando se aperta uma bolinha de borracha entre as mãos e a solta em seguida, quando se coloca um elástico apropriado para prender o cabelo, quando se utilizam diversos aparelhos de ginástica munidos de molas etc.. Em alguns casos, como nesses exemplos, as forças elásticas agem sobre os materiais de modo bem visível e, em outros, agem de forma imperceptível pela rapidez da ocorrência. Uma bola de futebol, ao ser chutada ou cabeceada, ou então uma bola de tênis, ao ser rebatida com uma raquete, sofrem deformações temporárias visíveis quando se analisa o movimento através de fotografias estroboscópicas. A luz do flash nesse tipo de fotografia "pisca" com uma freqüência tal que o objeto é iluminado em intervalos constantes e determinados de tempo. Numa única fotografia, o objeto iluminado intermitentemente e em movimento aparece em posições e formas diferentes. Um filme de um evento analisado quadro a quadro também pode mostrar a seqüência das posições e formas dos objetos durante a colisão.

Fios de diferentes materiais também apresentam elasticidade. Por exemplo, uma linha usada em costura ou para empinar pipas mostra claramente essa propriedade. Dependendo da tensão aplicada ao fio, ele se estica e, quando a tensão é retirada, o fio volta ao tamanho inicial. O mesmo comportamento é observado com uma mola.

Lei de Hooke: Existe uma linearidade entre a tensão aplicada e a distensão do fio ou da mola, até que se atinja a tensão de ruptura no limite elástico. O fato de que o aumento de comprimento é proporcional à força aplicada foi descoberto em 1650 por Robert Hooke.

Até em fios e cabos utilizados numa ponte pênsil existe a elasticidade, que é devidamente considerada pelos engenheiros ao projetá-la.

A elasticidade dos fios e cabos de aço dependem do seu diâmetro e do tratamento de têmpera e de tratamentos térmicos específicos. Em fios de linha e cordas, a elasticidade depende da composição e do diâmetro.

A lei de Hooke é expressa pela relação:

F = -kx

onde x representa a distensão, k, o coeficiente de restituição e o sinal negativo indica que o sentido da força é tal que se opõe à distensão.

Direção

A força elástica tem a direção do deslocamento.

Sentido

Contrário ao do deslocamento. Se puxarmos a mola para a direita, o sentido da força exercida pela mola será para a esquerda. Tipicamente, o comportamento dos materiais em termos de resposta à deformação pode ser caracterizado pelo gráfico abaixo

Módulo

A força tem um módulo tal que é proporcional à distensão. Quanto maior for a deformação da mola (o seu deslocamento) tanto maior será a força. No caso de molas, pode haver compressão e distensão. Convenciona-se atribuir uma deformação negativa para a compressão e positiva para a distensão da mola. A figura abaixo mostra as direções e sentidos das forças de restituição que agem sobre a mola.

direções e sentidos das forças de restituição que agem sobre a mola.

mola comprimida

mola em repouso

mola distendida

mola comprimida

mola em equilíbrio

F = 0

mola esticada

exemplo interativo

 

 

Mecânica (Básico)

Seção 18 : Forças Elásticas

  1. O que é
  2. Sistema massa - mola
  3. Cotidiano
  4. Exercícios Propostos
  5. Experimentação

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Sobre esta Página

Autores:

  • Gil da Costa Marques
  • Nobuko Ueta

Modificado: 2007-04-29

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