Uma mola ideal, cujo comprimento natural é 10 cm é esticada por meio da aplicação de uma força de intensidade 15 N, adquirindo um comprimento de 13 cm. A intensidade da força necessária para comprimir essa mesma mola até que o seu comprimento passe a ser 8 cm é:
A
2 N
B
5 N
C
7 N
D
10 N
E
15 N

Passo 1

Então, o que estamos vendo aqui é um problema sobre molas, mais especificamente sobre como forças atuam para esticar ou comprimir uma mola. Vamos precisar usar a Lei de Hooke, que nos ajuda a relacionar a força aplicada à mola com a mudança no seu comprimento.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que a Lei de Hooke nos diz. Ela é expressa pela fórmula:
F = k cdot De
onde:
  • $ F $ é a força aplicada,
  • $ k $ é a constante da mola (que mostra o quão rígida ela é),
  • $ \Delta x $ é a variação no comprimento da mola.
No nosso caso, a mola tem um comprimento natural de 10 cm e é esticada para 13 cm com uma força de 15 N. A variação no comprimento ($ \Delta x $) é:
F
Agora, vamos encontrar a constante da mola ($ k $) usando a fórmula da Lei de Hooke:
k

Passo 3

Agora, queremos descobrir qual força é necessária para comprimir a mesma mola até que seu comprimento seja 8 cm. Isso significa que a variação no comprimento é:
De
Notamos que a mudança é negativa porque estamos comprimindo a mola. Vamos usar novamente a Lei de Hooke para encontrar a força ($ F $):
F
O sinal negativo indica que a força está agindo na direção oposta ao estiramento, ou seja, está comprimindo a mola. Mas como estamos interessados apenas na intensidade da força, ignoramos o sinal:
F = k cdot De

Resposta

A intensidade da força necessária para comprimir a mola até 8 cm é 10 N. Alternativa D.

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