Um homem puxa a extremidade livre de uma mola de constante elástica igual a
alongando-a 20 cm . Qual o trabalho da força elástica sobre a mão do homem?
Passo 1
Beleza, vamos entender direitinho o que o enunciado pede. A gente tem uma mola com constante elástica
e ela é esticada de
até
O tema é trabalho de força elástica (mola), e para resolver isso precisamos da Lei de Hooke
e do conceito de trabalho para força variável:
Passo 2
Primeiro, lembra da Lei de Hooke: a mola exercendo força elástica sobre quem puxa ou empurra é
O sinal “–” indica que essa força sempre tenta levar a massa de volta à posição de equilíbrio (
). Quando puxamos para fora (
), a força da mola aponta para dentro (
).
Passo 3
Agora, para achar o trabalho que a força elástica faz SOBRE a mão do homem, usamos a definição de trabalho de uma força variável:
Aqui
é o começo do alongamento e
é o final.
Passo 4
Substituindo
e os limites de
a
:
Resposta
O trabalho da força elástica sobre a mão do homem é