O que é Lei de Hooke? Indique o que representa e seu uso.
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que é a Lei de Hooke, indicando o que ela representa e para que ela é usada. Esse conteúdo faz parte de elasticidade linear em mecânica dos sólidos, onde relacionamos deformação a forças.
Passo 2
A Lei de Hooke afirma que, num regime de pequenas deformações, a força elástica que um elemento (por exemplo, uma mola) exerce é proporcional ao seu alongamento ou compressão em relação ao estado de repouso. Matematicamente, escrevemos:
Aqui,
é a força restauradora aplicada pela mola,
é a deformação (deslocamento) em relação à posição de equilíbrio, e
é a constante de rigidez ou constante elástica da mola. O sinal negativo indica que a força se opõe à deformação.
Passo 3
O que a Lei de Hooke representa é uma relação linear entre força e deformação. Na prática:
– Se você estica a mola duas vezes mais ( dobra), a força restauradora também dobra.
– A constante mede quão “dura” ou “mole” é a mola: quanto maior
, mais força é necessária para deslocar a mola a mesma distância.
– Se você estica a mola duas vezes mais (
– A constante
Passo 4
O uso mais comum da Lei de Hooke é no projeto e na análise de sistemas que envolvem molas ou materiais elásticos em regime linear. Alguns exemplos:
– Cálculo de frequências de vibração em sistemas massa–mola.
– Dimensionamento de suspensões automotivas.
– Caracterização de materiais elásticos em testes de tração ou compressão.
– Modelagem de amortecedores e sensores de força.
– Cálculo de frequências de vibração em sistemas massa–mola.
– Dimensionamento de suspensões automotivas.
– Caracterização de materiais elásticos em testes de tração ou compressão.
– Modelagem de amortecedores e sensores de força.
Resposta
A Lei de Hooke é a relação linear
entre a força restauradora
e a deformação
, onde
é a constante de rigidez. Ela representa como um corpo elástico resiste a pequenas deformações e é usada para projetar e analisar molas, sistemas de vibração, suspensões, ensaios de materiais e diversos dispositivos que dependem de comportamento elástico linear.