Um estudante prende uma mola em uma parede e, em seguida, puxa a outra extremidade da mola, esticando-a. Explique, com base na Lei de Hooke, o que acontece com a força elástica exercida pela mola à medida que ela é esticada.

Passo 1

O enunciado descreve uma mola presa a uma parede cuja outra extremidade é puxada, ocasionando uma deformação por alongamento. O conteúdo aqui é a Lei de Hooke, que relaciona a força elástica à deformação da mola.

Passo 2

A Lei de Hooke afirma que a força elástica \mathbf{F}_{\mathrm{el}} exercida pela mola é proporcional ao deslocamento x em relação à posição de equilíbrio e tem sentido oposto a esse deslocamento. Matematicamente:
\mathbf{F}_{\mathrm{el}} = -\,k\,x
onde k é a constante elástica da mola (uma medida de sua rigidez) e x é a extensão.

Passo 3

À medida que a mola é esticada, o valor de x cresce. Como k é constante, o produto k\,x aumenta proporcionalmente. Portanto, o módulo da força elástica \bigl|\mathbf{F}_{\mathrm{el}}\bigr| cresce de forma linear com o alongamento.

Passo 4

O sinal negativo indica que a força elástica aponta sempre na direção contrária ao alongamento, tentando levar a mola de volta à posição de equilíbrio. Logo, quanto maior o puxão (maior x), maior será a força de retorno.

Resposta

Conforme a mola é esticada, a força elástica aumenta de maneira diretamente proporcional à extensão. Sua magnitude cresce linearmente com x, sempre agindo em sentido oposto ao deslocamento.

Exercícios relacionados