Exercícios sobre lei de Hooke
(UFU) O tiro com arco é um esporte olímpico desde a realização da segunda olimpíada em Paris, no ano de 1900. O arco é um dispositivo que converte energia potencial elástica, armazenada quando a corda do arco é tensionada, em energia cinética, que é transferida para a flecha.
Em um experimento, medimos a força F necessária para tensionar o arco até uma certa distância x, obtendo os seguintes valores:
|
F (N) |
160,0 |
320,0 |
480,0 |
|
X (cm) |
10 |
20 |
30 |
O valor e unidades da constante elástica do arco são:
a) 16 m/N
b) 1,6 kN/m
c) 35 N/m
d) 5/8.10-2 N/m
Gabarito: Letra B. Para resolvermos o exercício, basta que consultemos os valores dados na tabela, que relacionam a força aplicada sobre a mola com a elongação dela em centímetros. Apenas é necessário que a unidade seja convertida para metros.
Usando o prefixo k (k = kilo = 10³), podemos reescrever o resultado como 1,6 kN/m.
Questão 2 - (Eear) Uma mola está suspensa verticalmente próxima à superfície terrestre, onde a aceleração da gravidade pode ser adotada como 10 m/s². Na extremidade livre da mola é colocada uma cestinha de massa desprezível, que será preenchida com bolinhas de gude, de 15 g cada. Ao acrescentar bolinhas à cesta, verifica-se que a mola sofre uma elongação proporcional ao peso aplicado. Sabendo-se que a mola tem uma constante elástica k = 9,0 N/m, quantas bolinhas devem ser acrescentadas à cesta para que a mola estique exatamente 5 cm?
a) 1
b) 3
c) 5
d) 10
Gabarito: Letra B. Primeiramente, é necessário identificar que a força que produz a deformação na mola é a força peso exercida sobre as bolinhas de gude. Dessa maneira, basta dizermos que peso e força elástica igualam-se quando a mola encontra-se esticada em 5 cm.
Uma vez que a massa de cada bolinha de gude é igual a 15 g, são necessárias 3 bolinhas.
Sabendo que a constante elástica de uma mola é igual a 350 N/m, determine qual é a força necessária para que essa mola sofra uma deformação de 2,0 cm.
a) 3,5 N
b) 12 N
c) 7 N
d) 70 N
e) 35 N
Gabarito: Letra C. Antes de resolver o exercício usando o módulo da força elástica, é necessário colocar a deformação da mola, que está em centímetros, em metros. Depois disso, fazemos o seguinte cálculo:
Determine o módulo da constante elástica de uma mola que é deformada em 25 mm quando puxada com uma força de 2,0 kN.
a) 0,5 N
b) 5,0 N
c) 100 N
d) 50 N
e) 0,05 N
Gabarito: Letra D. Para resolver essa questão, é necessário prestar atenção nos prefixos mili e quilo que são utilizados nas grandezas de comprimento e força, respectivamente (m = 10-3 e k = 103).
