Um estudante prende uma mola de 30 cm de comprimento natural ao tento de
uma sala. Para determinar a constante elástica da mola ele pendura um bloco
de 5 kg e verifica, após o equilíbrio, que a mola passa a ter 40 cm de
comprimento. Sabendo que a aceleração da gravidade na Terra vale 10 m/s2
,
faça o que se pede:
a) Desenhe todas as forças que atum no bloco.
b) Determine a força peso do bloco.
c) Determine a força resultante.
d) Determine a força elástica exercida pela mola. Justifique sua resposta.
(DICA: FR = 0)
e) Determine a constante elástica da mola em N/m.
Soluções para a tarefa
Resposta:
a) As forças atuantes são: Força elástica (para cima) e força peso (para baixo)
b) P = 50 N
c) Fr = 0 N
d) Fe = 50 N
e) k = 500 N/m
Explicação:
a) Como a gravidade aponta para baixo, a força peso, P = m . g, também aponta nesse sentido. A força elástica atua no sentido contrário ao da tendência de deformação, que é para baixo, logo ela aponta para cima.
b) P = m . g = 5 . 10 = 50 N.
c) Como o sistema está em equilíbrio, a força resultante é nula, Fr = 0 N.
d) Como Fr = 0, Fe = P, onde Fe é a força elástica. Já calculamos o peso, logo Fe = 50 N.
e) Fe = P - > k . x = P -> k . (0,4 - 0,3) = 50 -> k = 500 N/m. Obs.: É necessário converter as medidas dadas em cm no enunciado para m, pois k precisa estar em N/m. Para isso, é só lembrar que 1 cm = 10 ^ (-2) m.