• Sunday September 20,2020

Lei de Hooke

Explicamos o que é a lei de Hooke, sua fórmula e suas aplicações em engenharia e arquitetura. Além disso, como a elasticidade é calculada.

Quanto maior a carga aplicada a um objeto, maior a deformação que sofre.
  1. Qual é a lei de Hooke?

A Lei da Elasticidade de Hooke, ou simplesmente a Lei de Hooke, é o princípio físico em torno do comportamento elástico dos sólidos . Foi formulado em 1660 pelo cientista britânico Robert Hooke, contemporâneo do famoso Isaac Newton.

O preceito teórico desta lei é que o deslocamento ou deformação sofrido por um objeto sujeito a uma força será diretamente proporcional à força deformadora ou à carga. Ou seja, que com maior força, maior deformação ou deslocamento, ou como o próprio Hooke formulou em latim: Ut tensed sic vis (como na extensão, então a força ).

A lei de Hooke é extremamente importante em vários campos, como na física e no estudo de molas elásticas (sua demonstração mais frequente). É um preceito fundamental para engenharia e arquitetura, construção e projeto, pois permite antecipar a maneira pela qual uma força prolongada ou um peso alterará as dimensões dos objetos ao longo do tempo.

Dizem que essa lei foi publicada por Hooke na forma de um anagrama misterioso: ceiiinosssttuv, a partir do qual a declaração latina de sua lei pode ser reconstruída, porque ele temia que alguém pudesse tomar posse ilegalmente de Sua descoberta Alguns anos depois, no entanto, ele divulgou suas descobertas.

Pode servi-lo: Propriedades gerais da matéria

  1. Fórmula da lei de Hooke

A fórmula básica da lei de Hooke é a seguinte:

F = -kx

Onde:

  • F é a força de deformação
  • x é o comprimento da compressão ou alongamento
  • k é a constante de proporcionalidade batizada como constante de mola, geralmente expressa em Newtons acima de metros (N / m).

Duas medidas são necessárias para o cálculo de x: o comprimento inicial (L 0 ) e o comprimento final (L f ), para o cálculo de L ou a variação do comprimento, ou seja, a deformação. Portanto, a lei também pode ser:

F = -k. L

  1. Aplicações da lei de Hooke

A lei de Hooke permite prever o efeito do peso nos materiais de construção.

A lei de Hooke é extremamente útil em todos os campos em que é necessário o pleno conhecimento da capacidade elástica dos materiais. Engenharia, arquitetura e construção são as disciplinas em que é usada com mais frequência.

Por exemplo, essa lei permite prever o efeito que o peso dos carros terá sobre uma ponte e sobre os materiais (como metal) dos quais é produzido. Também permite calcular o comportamento de um fole ou de um conjunto de molas, dentro de uma máquina ou dispositivo industrial específico.

A aplicação mais conhecida da lei de Hooke está no desenvolvimento de dinamômetros : dispositivos que permitem a medição da força escalar, consistindo de uma mola e uma balança.

  1. Lei e elasticidade de Hooke

A aplicação da lei de Hooke para o cálculo da elasticidade varia, independentemente de serem molas ou sólidos elásticos.

Para calcular a elasticidade da mola, é aplicada a “equação da mola”, que é a maneira mais geral de formular a fórmula da lei de Hooke (a mesma que oferecemos acima: F = -k.ΔL). A diferença é que k será a elasticidade da mola constante, dependendo do comprimento da mola e de sua constituição.

Entre outras coisas, isso permite calcular a frequência angular de oscilação da mola (ω), usando a massa da carga que faz com que ela se estique (m). Para isso, aplicaremos a seguinte fórmula:

ω = √ k / m

Por outro lado, para calcular a elasticidade dos sólidos elásticos, a lei das molas deve ser generalizada, uma vez que a distribuição da tensão em seus corpos é muito mais complicada do que um fole.

Para isso, são utilizadas as equações de Lamé-Hooke, que possuem fórmulas específicas para cada sólido, de acordo com sua forma específica: ortotrópio unidimensional, tridimensional ou ortotrópico tridimensional. Mas essas são questões que requerem uma elaboração muito mais complexa e técnica ainda.

Continue com: Termodinâmica


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