Uma mulher pesando 600 N está em pé sobre uma balança de mola contendo uma mola rígida. No equilíbrio, a mola está comprimida
sob a ação do seu peso. Calcule a constante da força (da mola) e o trabalho total realizado durante a compressão sobre a mola.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que uma mulher pesa 600 N e está em pé sobre uma balança de mola que comprime 1,0 cm quando ela está em equilíbrio. O que precisamos descobrir são duas coisas: a constante da mola e o trabalho total realizado para comprimi-la. Para resolver isso, vamos usar a Lei de Hooke, que relaciona a força aplicada a uma mola com a sua deformação.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a constante da mola, que chamamos de
. A Lei de Hooke é dada por:
Aqui,
é a força aplicada (600 N) e
é a deformação da mola (1,0 cm). Mas atenção! Precisamos converter
para metros:
Agora, rearranjando a fórmula para encontrar
:
Passo 3
Agora que temos a constante da mola, vamos calcular o trabalho total realizado para comprimi-la. O trabalho
feito ao comprimir uma mola é dado pela fórmula:
Substituindo os valores que já temos:
Calculando:
Resposta
A constante da mola é
e o trabalho total realizado durante a compressão é de 3 J.