Esses instrumentos de medida estão presentes em diversos momentos do nosso cotidiano. Por exemplo, há alguns anos víamos nas feiras feirantes utilizando um dinamômetro calibrado em gramas ou quilogramas (que são unidades de massa e não de força) para medir a massa dos produtos. Podemos determinar a massa de um objeto fazendo-se o quociente do seu peso pela gravidade local onde foi calibrado o dinamômetro.

O que acontece com esse instrumento, calibrado em gramas aqui na Terra, se for levado para a Lua? Se pudéssemos vender algo na Lua usando um dinamômetro calibrado na Terra para determinar sua massa, teríamos um grande prejuízo. Um objeto qualquer pesa seis vezes menos na Lua do que aqui na Terra, portanto a deformação que seu peso provocaria na mola seria seis vezes menor.

Como o dinamômetro foi calibrado aqui na Terra, erroneamente marcaria uma massa também seis vezes menor. Para indicar o valor correto, ele teria que ser recalibrado na Lua.

Nas feiras, a balança de dois pratos, também conhecida como balança de braços iguais, ainda é utilizada para medir massa. Nela, a medida é obtida por comparação: o objeto de massa desconhecida é colocada em um dos pratos, e objetos-padrão, de massas conhecidas, são colocados no outro prato até atingir-se o equilíbrio estático.

O que aconteceria se medíssemos com a balança de braços iguais a massa desse mesmo objeto na Lua? Esse instrumento pode ser usado na Lua sem problemas. A diminuição da força gravitacional é a mesma para todos os objetos, e os pratos, como na Terra, continuariam em equilíbrio na Lua.

O dinamômetro que foi calibrado na Terra e levado para a Lua levaria um feirante à falência pelo fato de ele não comparar duas forças gravitacionais (como faz a balança de dois braços), mas uma força gravitacional com uma força elástica. Com essa mudança de localidade, a força gravitacional diminui. A mola não muda, mas passa a equilibrar-se em uma nova posição com deformação menor do que a deformação equilibrada na Terra.

Dessa forma, concluímos que um dinamômetro sempre indicará o valor da tração ou da força normal a que está submetido. Assim, temos:

- se a normal (ou a tração) tiver módulo igual ao peso do corpo utilizado na experiência, o dinamômetro estará indicando o valor do peso do objeto;
- se a normal (ou tração) tiver módulo diferente do peso do corpo, a indicação do dinamômetro representará o que se costuma chamar de peso aparente do objeto, ou seja, sua irreal sensação de peso naquele momento;
- nas balanças de farmácia, a escala de medição está graduada para medir massas. Valem os raciocínios dos dois itens anteriores, mas deve-se pensar que foi realizada uma transformação por meio da equação P = mg ou sua correspondent
e m = P/g.

1.1 Objetivo

 1.1.1. Verificar se o dinamômetro elaborado obedece à lei de Hooke; 

1.1.2. Construir gráficos através de dados obtidos experimentalmente; 

1.1.3 Determinar a lei que fornece a variação do comprimento de um elástico em função do peso suportado; 

1.1.4. Conhecer uma aplicação da função afim.

 

2. Método
 
Considerar uma tábua de madeira de 20 cm x 10 cm com um gancho central onde a mola está acoplada. Para determinar o constante elástica do dinamômetro, considerar a equação de hooke abaixo. Através de dois sacos de feijão, onde através de uma balança de medição é foi possível aferir 50g e 100 g para os dois sacos, tem-se o objetivo de aferir a constante elástica e elaborar a escala de medição do dinamômetro. Observação: Os sacos plásticos tem peso ideal ( nulo) para o experimento.

 

 | F = k.x

-Tábua de madeira (MDF);

-Dois ganchos de aço;

-Um suporte de aço para suspensão;

-Uma mola de resistência de chuveiro;

-Régua;

-Copo;
 -Saco de feijão;
 -balança de alimentos,

-Tesoura;

-Papel;
 -Saco plástico;

-Lápis.

Inicialmente suspendemos o dinamômetro verticalmente através do suporte de suspensão, para obtermos alinhamento vertical adequado. Posteriormente fazemos a medição das massas dos 2 sacos de feijão, para aferimento da escala. Após cada medição traçamos uma linha no papel colado a tábua de madeira, ao lado da seta indicadora da mola. Após verificar os pesos, fazemos as marcações, em Newton, no papel e é possível achar a constante elástica.

Quem nunca foi ao mercado e pediu ao açougueiro: “pesa um quilo de carne, por favor,”? Segundo o senso comum tudo o que está sendo medido é peso do mesmo, mas na verdade é massa do corpo. O peso seria a devida massa multipicada pela gravidade, que se dá pela fórmula:

P= m * g

O objetivo da construção do dinamômetro é medir a força contida nos corpos de acordo com a sua massa. Podemos verificar a devida força de acordo com a deformação da mola/elástico que ocorrerá ao ser aplicado sobre uma massa, podendo verificar que a força produzida pela mola é diretamente proporcional ao seu deslocamento do estado inicial. O equilíbrio na mola ocorre quando ela está em seu estado natural, ou seja, sem estar comprimida ou esticada. Após comprimi-la ou estica-la, a mola sempre faz uma força contrária ao movimento.

Como esse experimento foi baseado na lei de Hooke, como é chamada devido ao físico inglês R. Hooke, uma frase que resume está lei é: