PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 34 da UERJ 2021
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.
| MOLA | K (N/cm) | MASSA DO CORPO FIXADO (kg) |
|---|---|---|
| I | 0,9 | 0,9 |
| II | 0,8 | 1,2 |
| III | 0,6 | 1,8 |
| IV | 0,7 | 1,4 |
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:
- AI
- BII
- CIII
- DIV
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Resolução comentada
No equilíbrio, a força elástica da mola equilibra o peso do corpo. Pela lei de Hooke, F = K\,x, e o peso é P = m\,g. Então K\,x = m\,g, o que dá x = \dfrac{m\,g}{K}.
Todas as molas ficam sob a mesma gravidade, então a deformação é proporcional à razão m/K. Basta calcular essa razão para cada mola (com K em N/cm, o x sai em cm, proporcional a m/K):
- Mola I: \dfrac{0{,}9}{0{,}9} = 1{,}0
- Mola II: \dfrac{1{,}2}{0{,}8} = 1{,}5
- Mola III: \dfrac{1{,}8}{0{,}6} = 3{,}0
- Mola IV: \dfrac{1{,}4}{0{,}7} = 2{,}0
A maior razão é a da mola III, com 3{,}0. Com g = 10\ \text{m/s}^2, a deformação dela seria x = \dfrac{1{,}8 \cdot 10}{0{,}6} = 30\ \text{cm}, maior que as demais (I: 10 cm; II: 15 cm; IV: 20 cm).
A mola de menor constante não é automaticamente a mais deformada, pois a massa também conta. Aqui, porém, a mola III tem a menor constante e a maior massa, então ela vence nos dois critérios.
Alternativa C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AA mola I tem a menor razão m/K (1,0), logo a menor deformação, cerca de 10 cm.
- BA mola II tem razão m/K de 1,5, deformação de cerca de 15 cm, menor que a da III.
- DA mola IV tem razão m/K de 2,0, deformação de cerca de 20 cm, menor que a da III.
Assuntos: lei de Hooke, força elástica, equilíbrio de forças.
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Fonte: UERJ 2021 · Exame Único. Prova oficial ↗