Enunciado

Uma força de 160   N estica 0,050   m uma certa mola a partir do seu comprimento sem deformação.

a) Qual é a força necessária para esticar essa mola 0,015   m a partir do seu comprimento sem deformação? E para comprimi-la 0,020   m ?

b) Qual é o trabalho necessário para esticar essa mola   0,015   m a partir do seu comprimento sem deformação? Qual é o trabalho necessário para comprimir essa mola 0,020 m a partir do seu comprimento sem deformação?

Passo 1

  1. Primeiro devemos encontrar a constante da mola. Com uma força de 160 N temos uma deformação de x = 0,05 , então pela definição de força elástica:
  2. | F | = k x

    160 = k . 0,05

    k = 160 0,05 = 3200 N / m

    Ok, agora sim podemos calcular o que se pede. Para esticar 0,015 a força vai ser:

    F = k x = 3200 . 0,015 = 48 N

    E para comprimir 0,02 m :

    F = k x = 3200 . - 0,02 = - 64 N

    Passo 2

  3. Agora para determinar o trabalho, é só usar a fórmula com a constante elástica que já encontramos no item anterior.

O trabalho para esticar 0,015 m vai ser:

W = k x 2 2 = 3200 2 0,015 2 = 0,36 J

E o trabalho para comprimir 0,02 m :

W = k x 2 2 = 3200 2 - 0,02 2 = 0,64 J

Resposta

a ) 48 N ;   - 64 N

b ) 0,36 J   ; 0,64 J

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