Deformações Elásticas e Lei de Hooke

Geralmente quando estamos resolvendo exercícios de física desconsideramos, por exemplo, a força de atrito, dilatação térmica sofrida por um material, ou a influência do vento, porém, existem situações em que precisamos considerar tudo o que pode influenciar nesse problema deixando de ser uma situação ideal e passando para a situação real. A deformação de corpos reais sempre existe, mesmo que imperceptível, e hoje é sobre ela que vamos falar!

Corpos elásticos e não elásticos

Um corpo é considerado elástico quando volta a sua forma anterior após receber aplicação de uma força deformadora. Um exemplo de corpo elástico é a mola. Já o corpo não elástico não retorna a sua forma “original” após a aplicação da força deformadora. Um exemplo deste caso é uma lata que após ser amassada não retorna a sua forma original naturalmente.

Mesmo um corpo sendo elástico existe um limite de elasticidade, que quando é ultrapassado sofre uma deformação que se torna permanente e o corpo não retorna a sua forma antiga.

Lei de Hooke

Considere que uma mola está presa em uma parede à esquerda e a um bloco do seu lado direito como ilustrado na figura abaixo:

Podemos aplicar forças tanto comprimindo como esticando a mola. A mola reage com uma força elástica (F_e), sendo que sua intensidade é proporcional à deformação sofrida pela mola. Essa força atua no sentido de retornar a mola para sua posição original.

A diferença entre o comprimento inicial da mola e o comprimento após a força ser aplicada é conhecida como deformação e representada pela letra x. A constante k da fórmula da Lei de Hooke é conhecida como constante elástica e é uma
medida de rigidez da mola, ou seja, quanto maior a constante, mais rígida ela é. A unidade da constante elástica no Sistema Internacional (SI) é Newton por metro (N/m).

A Lei de Hooke é dada pela fórmula a seguir:

A deformação é considerada positiva quando esticamos a mola e negativa quando comprimimos a mesma.

Associação de molas

Assim como na elétrica podemos associar resistores em série ou em paralelo, também podemos associar as molas.

Para calcular a força elástica quando existem molas associadas basta encontrar a constante elástica equivalente e substituir na fórmula da Lei de Hooke. Para molas em série k equivalente é dada por: