Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 84
A mola de DNA. Uma molécula de DNA, com sua estrutura helicoidal dupla, em algumas situações pode se comportar como uma mola. A medição da força exigida para esticar moléculas de DNA isoladas sob diversas condições pode oferecer informações sobre as propriedades biofísicas do DNA. Uma técnica para medir a força de alongamento utiliza uma pequena viga em balanço (ou cantiléver), que consiste em uma viga apoiada em uma extremidade e livre para se mover na outra, como um pequeno trampolim. A viga é construída de modo que obedeça à lei de Hooke — ou seja, o deslocamento de sua extremidade livre é proporcional à força aplicada a ela. Como diferentes vigas possuem diferentes constantes de força, sua resposta precisa primeiro ser calibrada aplicando uma força conhecida e determinando a deflexão resultante da viga. Depois, uma extremidade de uma molécula de DNA é presa à extremidade livre da viga, e a outra ponta da molécula é presa a uma pequena plataforma que pode ser movimentada para longe da viga, esticando o DNA. O DNA esticado puxa a viga, envergando ligeiramente a extremidade desta. A deflexão medida é, então, usada para determinar a força sobre a molécula de DNA.
A plataforma move-se a uma velocidade constante enquanto alonga o DNA. Qual dos gráficos da Figura melhor representa a potência fornecida à plataforma com o passar
do tempo?
Passo 1
Vem comigo que a gente faz essa juntos!
A potência é dada da seguinte forma:
O enunciado diz que a velocidade é constante e que o DNA segue a lei de Hook, logo:
Então:
Só que como temos uma velocidade constante, temos:
Passo 2
Juntando tudo temos que:
Como e são constantes, a potência cresce linear com o tempo, então o gráfico que melhor representa a potência em função do tempo é o da letra .