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Força elástica exercícios resolvidos

FÓRMULA DA FORÇA ELÁSTICA

Ao todo, são duas fórmulas que devemos saber sobre força elástica. Entretanto, pode ser necessário o conhecimento de outras fórmulas para resolver os exercícios.

Fórmula da força elástica

01 – (UFG) Para proteção e conforto, os tênis modernos são equipados com amortecedores constituídos de molas. Um determinado modelo, que possui três molas idênticas, sofre uma deformação de 4 mm ao ser calçado por uma pessoa de 84 kg. Considerando-se que essa pessoa permaneça parada, a constante elástica de uma das molas será, em kN/m, de

a) 35,0
b) 70,0
c) 105,0
d) 157,5
e) 210,0

Quando a pessoa calça o tênis transforma energia gravitacional em energia elástica. No exercício é citado que o tênis possui 6 molas no total, 3 em cada pé. A força peso total exercida sobre as molas é:

Força elástica

A força peso total é de 840N. Dividindo a força peso total pela quantidade de molas temos a força peso aplicada sobre cada mola, o que faz ela sofrer a deformação. Portanto, a força peso aplicada sobre a mola é igual força elástica necessária para deformar a mola. Assim, vamos igualar a fórmula da força elástica com a força peso.

Força elástica

02 – (UPE) Um corpo de massa m está suspenso por duas molas ideais, paralelas, com constantes elásticas k e deformadas de d. Sabendo que o sistema se encontra em equilíbrio, assinale a alternativa que expressa k. Dado: Considere a aceleração da gravidade g.

a) 2mg/d
b) mg/d
c) mg/2d
d) 2d/mg
e) mg

Analisando o exercício temos a força peso P puxando as molas para baixo e duas molas exercendo força elástica para cima. Como é mantido o equilíbrio, então a força peso é igual à soma da força elástico das molas.

Força elástica

03 – Uma mola tem constante elástica K=4,0kN/m. Quando ela for comprimida em 50cm, qual será a força elástica?

Esse exercício é bem simples, mas é preciso prestar atenção para a unidade de medida. A constante elástica esta em ‘m’ e a compressão da mola está em ‘cm’. Nesse caso vamos passar ‘cm’ para ‘m’ e depois basta aplicar a fórmula da força elástica:

Força elástica

04 – Calcule a força elástica necessária para comprimir 30cm de uma mola cuja constante elástica é K=1,2kN/m.

Novamente um exercício de fixação da fórmula da força elástica. Assim como no exercício anterior vamos igualar as unidade de medida, passando os 30cm para metros. Feito isso aplicamos a fórmula da força elástica:

Força elástica

5 – Uma pessoa com massa de 80Kg está sobre uma plataforma cuja base é formada por 4 molas idênticas. Calcule a constante elástica das molas, sabendo que as molas sofreram deformação de 2cm.

O primeiro passo para resolver esse exercício é calcular a força peso sobre a plataforma. Feito isso, vamos dividir essa força por quatro, que é a quantidade de molas, ou seja, são quatro molas que exercem força elástica em direção oposta a força peso. A soma das quatro forças elásticas é igual a força peso.

Força elástica

Agora vamos calcular a força elástica de cada mola:

Força elástica

Por último, aplicamos a fórmula da força elástico isolando a constante elástica. Lembre-se de passar a deformação da mola de centímetros para metros. Para isso, basta dividir por 100.

Força elástica