Como os vetores da força aplicada e da força da mola (também chamada de força restauradora) se comparam?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você quer entender como os vetores da força que você aplica e da força da mola (também conhecida como força restauradora) se comparam. Isso está dentro da matéria de Vetores e Forças na física. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são forças, como elas atuam em objetos ligados a molas e um pouco sobre como os vetores funcionam.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre força aplicada. Imagine que você está puxando ou empurrando uma mola. Essa é a força que você está aplicando na mola. Ela tem uma certa magnitude (intensidade) e direção (para onde você está puxando ou empurrando).
Passo 3
Agora, a força da mola, ou força restauradora, é a força que a própria mola exerce para voltar ao seu estado de equilíbrio. Segundo a Lei de Hooke, essa força é proporcional ao quanto a mola foi deformada. A fórmula dela é:
Onde:
-
é a constante da mola. -
é o deslocamento da mola em relação à posição de equilíbrio. - O sinal negativo indica que a força restauradora está na direção oposta ao deslocamento.
Passo 4
Para que o sistema esteja em equilíbrio, as forças que atuam sobre a mola devem se anular. Isso significa que a força que você aplica deve ser igual em magnitude, mas oposta em direção, à força restauradora da mola. Em termos de vetores, isso fica assim:
Isso implica que:
Resposta
Os vetores da força aplicada e da força da mola são iguais em magnitude e opostos em direção. Ou seja,