PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 92 (CFS 2) da EEAR 2023

CFS 2 · Física: Força elástica e lei de Hooke

– Um bloco de massa 1\text{ kg} está colocado sobre uma balança e também dependurado verticalmente por uma mola ideal cuja constante elástica é de 100\text{ N/m}. A mola está alongada 3\text{ cm} em relação à sua posição de equilíbrio e o bloco apoiado sobre a balança. Nessas condições, qual a indicação da balança, em newtons?

Observação: utilize a intensidade da aceleração da gravidade no local como g = 10\text{ m/s}^2

Ilustração de um bloco apoiado no prato de uma balança analógica, estando o topo do bloco preso a uma mola vertical suspensa a um teto fixo.

  1. A
    0
  2. B
    4
  3. C
    7
  4. D
    10
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Resolução comentada

O bloco está em equilíbrio, então a soma das forças verticais é zero. Três forças atuam nele: o peso (para baixo), a força da mola (para cima, porque a mola está alongada e puxa o bloco para o teto) e a normal da balança (para cima). A balança indica justamente a intensidade da normal.

  1. Peso do bloco: P = mg = 1 \cdot 10 = 10\ \text{N}.

  2. Força elástica, com x = 3\ \text{cm} = 0{,}03\ \text{m}:

    F_{el} = kx = 100 \cdot 0{,}03 = 3\ \text{N}

  3. Equilíbrio na vertical:

    N + F_{el} = P \;\Rightarrow\; N = 10 - 3 = 7\ \text{N}

A mola sustenta parte do peso, então a balança só precisa suportar o restante. Por isso ela marca menos que 10\ \text{N}.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa D engana quem esquece a mola e lê a balança como o peso total; a B e a A também atraem quem erra a conta com a força elástica.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Asupõe que a mola sustenta todo o peso do bloco, mas ela exerce só 3 N.
  • Bnão tem origem no cálculo; não corresponde a nenhuma combinação correta de 10 N e 3 N.
  • Dignora a força da mola e considera que a balança sustenta o peso inteiro.

Assuntos: Força elástica e lei de Hooke, Equilíbrio do ponto material.

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Ver como caiu na prova Questão 92 no caderno CFS 2 da EEAR 2023

Fonte: EEAR 2023 · CFS 2. Prova oficial ↗