Uma mola ideal possui constante elástica k=200 N / m e está presa a uma parede. Um bloco de 5 kg é acoplado à extremidade livre da mola e deslocado 10 cm da posição de equilíbrio, sendo então solto. Qual é a força exercida pela mola sobre o bloco no instante da liberação?

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é bem simples de física básica: estamos no tópico de “forças elásticas” (Hooke). A questão diz que temos uma mola ideal com constante elástica F = -,k,x presa a uma parede, e um bloco de massa é puxado (0,10 m) da posição de equilíbrio. A pergunta é: qual é a força que a mola faz sobre o bloco no instante em que a soltamos?
O que vamos precisar:
  • Converter em metros, ou seja, .
  • Usar a Lei de Hooke, que diz que a força elástica é proporcional ao deslocamento:

Passo 2

Vamos entender a Lei de Hooke:
  1. A mola exerce uma força que “puxa” o bloco de volta para a posição de equilíbrio.
  2. O módulo dessa força é dado por |F| = k , xonde
    • é a constante elástica (em N/m),
    • é o quanto a mola foi esticada ou comprimida (em m).
  3. O sinal “-” em indica que a força vai no sentido contrário ao deslocamento.

Passo 3

Agora a gente só substitui:
  • |F| = 200 N/m times 0,10 m = 20 N

  • Logo, o módulo da força é
Como a mola está esticada para fora, a força vai puxar o bloco para dentro (sentido de retorno), mas em valor numérico a gente diz 20 N.

Resposta

A força exercida pela mola sobre o bloco no instante da liberação é de 20 N, no sentido de puxar o bloco de volta à posição de equilíbrio.

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