Conceitue: Lei de Hooke e Módulo de Young;
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede pra gente definir dois conceitos importantes da física: Lei de Hooke e Módulo de Young. Para isso, vamos precisar entender como as forças agem nos materiais e como esses materiais reagem quando são deformados.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a Lei de Hooke. Essa lei descreve como uma mola (ou qualquer material elástico) se comporta quando uma força é aplicada a ela. Basicamente, a Lei de Hooke diz que a força (
) que você aplica para esticar ou comprimir uma mola é diretamente proporcional ao quanto você a deforma (
). Ou seja, quanto mais você estica, mais força você sente puxando de volta.
A fórmula da Lei de Hooke é:
Onde:
-
é a força aplicada, -
é a constante da mola (indica quanta força é necessária para deformar a mola), -
é a deformação (quanto a mola foi esticada ou comprimida).
O sinal negativo mostra que a força exercida pela mola é na direção oposta à da deformação.
Passo 3
Agora, vamos entender o Módulo de Young. Esse módulo é uma medida que nos diz quão rígido ou flexível é um material quando uma força é aplicada a ele. Ele relaciona a tensão (
) — que é a força por unidade de área — com a deformação (
) que o material sofre.
A fórmula do Módulo de Young é:
Onde:
-
é o Módulo de Young, -
é a tensão aplicada, -
é a deformação resultante.
Basicamente, um Módulo de Young alto significa que o material é muito rígido e não se deforma facilmente, enquanto um Módulo de Young baixo indica que o material é mais flexível.
Resposta
A Lei de Hooke afirma que a força aplicada a uma mola é diretamente proporcional à sua deformação, descrita pela equação
. Já o Módulo de Young mede a rigidez de um material, relacionando a tensão aplicada com a deformação resultante, conforme
.
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A barra de aço
está ligada a suportes fixos e não tem tensões à temperatura de
. O aço é elasto-plástico com
e
. As duas porções da barra têm sua temperatura elevada para
. Sabendo-se que
, determinar:
a) as tensões normais nas partes e
;
b) o deslocamento do ponto .
a) as tensões normais nas partes
b) o deslocamento do ponto
Uma barra de aço de seção retangular com dimensões
e comprimento inicial de 150 mm foi submetida a uma carga de tração de 4500 N , obtendo-se um aumento no comprimento de 3 mm até o rompimento. Baseado nisto determine: Deformação verdadeira no ponto de ruptura
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