Um corpo de massa igual a 240 g está pendurado em um dinamômetro de mola. A extensão da mola é de 4 cm quando o corpo está no ar. Acerca dessa situação, julgue os seguintes itens, considerando a aceleração local da gravidade de 10 N/kg. I De acordo com a lei de Hooke, a constante da mola tem valor inferior a 50 N. II A tensão da mola é igual a 2,4 N. III O peso do corpo é de 5 N. Assinale a opção correta.
- A)Apenas o item I está certo.
Errada, porque o item I é falso: a constante elástica vale 60 N/m, e não inferior a 50 N/m.
- B)Apenas o item II está certo.
Certa, porque apenas o item II está correto: a tensão na mola, em equilíbrio, é igual ao peso do corpo, isto é, 2,4 N.
- C)Apenas os itens I e III estão certos.
Errada, porque o item I está falso e o item III também está falso, já que o peso do corpo é 2,4 N, não 5 N.
- D)Apenas os itens II e III estão certos.
Errada, porque o item II está correto, mas o item III está falso.
- E)Todos os itens estão certos.
Errada, porque os itens I e III não estão corretos.
Gabarito: B
Aqui a ideia central é simples: um corpo pendurado em uma mola, parado, está em equilíbrio. Nessa situação, a força elástica da mola faz o papel de segurar o corpo e fica igual ao peso dele. É o famoso duelo sem drama: para o corpo não acelerar, as forças se igualam. Primeiro, calcule o peso: P = m.g. Como a massa é 240 g, ou 0,24 kg, e a gravidade vale 10 N/kg, temos P = 0,24 x 10 = 2,4 N. Portanto, a tensão na mola, em equilíbrio, também é 2,4 N. É exatamente isso que torna o item II verdadeiro. Pela lei de Hooke, F = k.x. Com F = 2,4 N e alongamento de 4 cm, ou 0,04 m, resulta k = 2,4 / 0,04 = 60 N/m. Então a constante da mola não é inferior a 50 N/m, o que derruba o item I. E o peso do corpo, claro, não é 5 N, mas 2,4 N, então o item III também cai. Resumo rápido: peso calculado por m.g, equilíbrio faz a força da mola igual ao peso, e a constante elástica vem de F/x. Por isso, só o item II está certo, que é exatamente o gabarito B.