Em uma oficina escolar de prototipagem, uma mola ideal e usada para manter fechado um compartimento de um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma oficina escolar de prototipagem, uma mola ideal e usada para manter fechado um compartimento de um equipamento. Durante um teste, a mola, cuja constante elastica e 250 N/m, sofre um alongamento de 4 cm. Desprezando a massa da mola, os estudantes analisam a intensidade da forca que ela exerce. Considerando os dados do teste e a lei de Hooke, qual e o modulo da forca elastica produzida pela mola?
- A) A forca elastica tem modulo de 250 N e sentido oposto ao alongamento.
- B) A forca elastica tem modulo de 62,5 N e sentido oposto ao alongamento.
- C) A forca elastica tem modulo de 100 N e sentido oposto ao alongamento.
- D) A forca elastica tem modulo de 4 N e sentido oposto ao alongamento.
- E) A forca elastica tem modulo de 10 N e sentido oposto ao alongamento.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A constante elástica é k = 250 N/m e o alongamento é x = 4 cm.
- Converta a unidade. Como k está em newton por metro, o alongamento precisa estar em metros: 4 cm = 0,04 m.
- Aplique a lei de Hooke, F = k·x. Temos F = 250 × 0,04 = 10 N. O módulo da força elástica é 10 N.
- Analise o sentido. Pela lei de Hooke, a força elástica tem sentido oposto ao da deformação (ao alongamento), pois a mola tende a voltar à posição de equilíbrio. Isso confere com a alternativa E.
- Compare com o gabarito oficial. O gabarito indica E, que coincide com o resultado obtido por cálculo independente.
- Por que as outras estão erradas. A (250 N) confunde a constante elástica com a força. B (62,5 N) resulta de dividir 250 por 4 em vez de multiplicar pelo alongamento. C (100 N) usa 4 cm como se fosse 0,4 m, erro de unidade. D (4 N) ignora a constante k e usa apenas o valor numérico do alongamento.
💡 Dica: converter alongamento para metros e aplicar F = k*x
Alternativa por alternativa
Acredita que a constante elástica da mola já é a força que ela exerce, sem multiplicá-la pela deformação. Também pode ter ignorado o alongamento na lei de Hooke.
Divide a constante elástica pelo número 4 em vez de multiplicá-la pelo alongamento em metros, o que inverte a operação da lei de Hooke.
Converte 4 cm para 0,4 m, deslocando a vírgula de forma errada, e então calcula 250 × 0,4 = 100 N.
Por que engana: não converter centímetro para metro antes do cálculo
Toma o valor do alongamento (4) como se fosse a própria força, sem usar a constante da mola na fórmula F = k·x.
Pela lei de Hooke, F = kx. O alongamento de 4 cm corresponde a 0,04 m; portanto, F = 250 x 0,04 = 10 N. A forca elastica tem sentido oposto ao alongamento.
Raio-X da questão
força elástica e lei de Hooke
aplicar a lei de Hoo
unidades do sistema internacional · multiplicação simples e conversão de unidades
unidades de medida para comprimento e força
não converter centímetro para metro antes do cálculo
oficina escolar simp
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