- Qual é a lei de Hooke?
- Fórmula da lei de Hooke para molas
- Aplicações jurídicas de Hooke
- Lei de Hooke e elasticidade
Explicamos o que é a lei de Hooke, sua fórmula e suas aplicações em engenharia e arquitetura. Além disso, como a elasticidade é calculada.
Qual é a lei de Hooke?
A Lei da Elasticidade de Hooke, ou simplesmente Lei de Hooke, é o princípio físico em torno do comportamento elástico de sólido. Foi formulado em 1660 pelo cientista britânico Robert Hooke, contemporâneo do famoso Isaac Newton.
O preceito teórico desta lei é que o deslocamento ou a deformação sofrida por um objeto sujeito a um força, será diretamente proporcional à força de deformação ou à carga. Ou seja, quanto maior a força, maior a deformação ou deslocamento, ou como o próprio Hooke formulou em latim: Ut tensio sic vis ("Como a extensão, então a força").
A Lei de Hooke é extremamente importante em vários campos, como o físico e o estudo das molas elásticas (sua demonstração mais frequente). É um conceito fundamental para engenharia e arquitetura, construção e Projeto, uma vez que permite prever a forma como uma força prolongada ou um peso irá alterar as dimensões dos objetos no clima.
Diz-se que esta lei foi publicada por Hooke na forma de um misterioso anagrama (ceiiinosssttuv), a partir do qual pode ser reconstruída a declaração latina de sua lei, porque ele temia que alguém pudesse tomar posse ilegalmente de sua descoberta. Alguns anos depois, porém, ele tornou públicas suas descobertas.
Fórmula da lei de Hooke para molas
A fórmula mais comum para a lei de Hooke é a seguinte:
F = -k. ΔL
Onde:
- F é a força de deformação
- ΔL é a variação que o comprimento da mola, uma compressão ou extensão.
- k é a constante de proporcionalidade batizada como Primavera constante, geralmente expresso em Newtons por metros (N / m).
Para calcular o ΔL, ou seja, a deformação do objeto, é necessário conhecer o comprimento inicial (L0) e o comprimento final (Lf).
Veja também:Elasticidade em física
Aplicações jurídicas de Hooke
A lei de Hooke é extremamente útil em todos aqueles campos em que o conhecimento cheio da capacidade elástica dos materiais. Engenharia, arquitetura e construção são disciplinas em que é usado com mais frequência.
Por exemplo, esta lei permite-nos prever o efeito que o peso dos automóveis terá sobre uma ponte e sobre os materiais de que é feita (como o metal) Também permite calcular o comportamento de um fole ou conjunto de molas, dentro de uma máquina ou dispositivo industrial específico.
A aplicação mais conhecida da lei de Hooke é o desenvolvimento de dinamômetros: dispositivos compostos por uma mola e uma escala que permitem que as forças sejam medidas escalarmente.
Lei de Hooke e elasticidade
A aplicação da lei de Hooke para calcular o elasticidade varia se são molas, ou sólido elástico.
Para calcular a elasticidade das molas, é aplicada a “equação da mola”, que é a forma mais geral de colocar a fórmula da lei de Hooke (a mesma que oferecemos acima: F = -k. ΔL).
Conhecendo a constante k da mola e a massa do objeto conectado à mola, a frequência angular de oscilação da mola (ω) pode ser calculada com 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 das tensões 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: unidimensional, tridimensional isotrópica ou tridimensional ortotrópica. Mas são assuntos que exigem uma elaboração muito mais complexa e técnica.