Question

uma mola elastica sofre ação de uma força constante e deforma-se de 4 cm (0,04m) sabendo-se que a constante elástica da mola é k=200N/M.Qual é o valor da força aplicada

Answer 1

Explicação: A lei de Hooke estabelece que, quando uma mola é deformada por alguma força externa, uma força elástica restauradora passa a ser exercida na mesma direção e no sentido oposto à força externa. Essa força elástica, por sua vez, é variável e depende do tamanho da deformação que é sofrida pela mola.

Veja também: Macetes de fórmulas de Física

Lei de Hooke e a força elástica

De acordo com a lei de Hooke, quando uma força é aplicada sobre uma mola, ela é capaz de deformar a mola, consequentemente, a mola produz uma força contrária à força externa, chamada de força elástica. Essa força torna-se maior de acordo com a deformação da mola. Veja a fórmula utilizada para o cálculo da força elástica:

Fel – força elástica (N)

k – constante elástica (N/m)

x – deformação da mola (m)

Na fórmula acima, é possível observar a presença de um sinal negativo. Esse sinal diz respeito ao sentido da força elástica, que é sempre oposto à variação de comprimento sofrida pela mola (x). Se essa variação é positiva, a força é negativa, isto é, possui sentido oposto.

Quando apertamos a mola, ela reage com uma força elástica oposta à força aplicada pelos dedos.

Quando apertamos a mola, ela reage com uma força elástica oposta à força aplicada pelos dedos.

Gráfico da lei de Hooke

Com base na fórmula acima, podemos construir um gráfico que relaciona a força elástica com o módulo da deformação da mola. Ao fazê-lo, o gráfico terá o seguinte perfil:

Analisando o gráfico acima, é possível notar que, quando se aplica uma força de 40 N sobre a mola, sua deformação é de 0,5 m. Além disso, a força elástica que a mola faz também tem módulo de 40 N, de acordo com a terceira lei de Newton, a lei de ação e reação. Vamos calcular a constante elástica dessa mola em questão com base no módulo da força elástica.

O cálculo indica que a constante elástica dessa mola é de 80 N/m, mas o que isso significa? A seguir, trazemos um breve tópico dedicado à constante elástica e ao seu significado.