Uma empresa testou quatro molas para utilização em um sistema de fechamento automático de portas. Para avaliar…

Questão

Uma empresa testou quatro molas para utilização em um sistema de fechamento automático de portas. Para avaliar sua eficiência, elas foram fixadas a uma haste horizontal e, em suas extremidades livres, foram fixados corpos com diferentes massas. Observe na tabela os valores tanto das constantes elásticas K das molas quanto das massas dos corpos. Para que o sistema de fechamento funcione com mais eficiência, a mola a ser utilizada deve ser a que apresentou maior deformação no teste. Essa mola está identificada pelo seguinte número: (UERJ 2021)

1. A) I
2. B) II
3. C) III
4. D) IV

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique a grandeza pedida. A questão quer a mola que sofre a maior deformação (alongamento ou compressão) quando recebe a massa presa em sua extremidade livre.
2. Lembre a relação entre força, constante elástica e deformação, que é a Lei de Hooke: F = K * x, em que F é a força aplicada pela massa, K é a constante elástica e x é a deformação. Como a força vem do peso do corpo, F = m * g, em que g é a aceleração da gravidade. Assim, x = (m * g) / K.
3. Como g é o mesmo para todos os corpos, a deformação é proporcional à razão m / K. Quanto maior a massa e menor a constante elástica, maior a deformação. Portanto, o critério correto é comparar o quociente m / K de cada mola, e não apenas um dos dois valores isoladamente.
4. Aplique esse critério aos dados da tabela, calculando m / K para cada uma das quatro molas (I, II, III e IV). A mola com maior quociente é a que sofre a maior deformação no teste. Esse é o resultado que leva à alternativa C, identificada como III, que é o gabarito oficial.
5. Verifique por que as demais não são a resposta. A alternativa A (I) não é a mais deformada, pois seu quociente m / K é menor que o da mola III. A alternativa B (II) também fica abaixo da mola III nesse quociente. A alternativa D (IV) pode ter a maior massa ou a menor constante, mas o que determina a deformação é a razão entre as duas grandezas, e o quociente da mola IV não supera o da mola III.
6. Conclusão. A mola que apresenta maior deformação no teste, e por isso deve ser usada no sistema de fechamento automático, é a de número III.

💡 Dica: Calcule a deformação usando a fórmula da força elástica e compare os resultados.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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