Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 63
Molas em paralelo. Duas molas são consideradas em paralelo quando uma está paralela em relação à outra e elas estão ligadas pelas extremidades (Figura 6.33). Podemos considerar que essa combinação equivale a uma única mola. A constante de força da mola única equivalente é chamada de constante de força efetiva, , da combinação.
a) Demonstre que a constante de força efetiva dessa combinação é .
b) Generalize esse resultado para molas em paralelo.
Passo 1
Opa, bora resolver esse problema! Aqui temos duas molas ligadas pela extremidade e em paralelo. Assim:
O enunciado diz que a gente pode considerar que essa combinação equivale a uma mola de constante
Para a letra (a) temos que provar que:
Considerando a figura do problema, a força que é aplicada no sistema, diretamente no nó podemos chamar de e ela se distribui entre as duas molas em e de modo que:
Como a expressão pra força elástica é e o deslocamento nas duas molas é o mesmo, pois a força aplicada é no nó, então as duas se esticam ou se comprimem igualmente, podemos reescrever a expressão da soma das forças assim ó:
Dividindo tudo por :
Uma já foi!
Passo 2
Do mesmo modo se tivermos molas. A soma das forças individuais em cada mola deve ser igual a força aplicada no nó:
Como o deslocamento vai ser igual em todas, podemos reescrever essa expressão:
Dividindo dos dois lados por :
Beleza? Vamos pra próxima questão?