A força elástica aparece em situações em que um corpo deformável, como uma mola ou um elástico, reage ao alongamento ou à compressão. No Ensino Médio, ela é estudada principalmente pela lei de Hooke, que relaciona a intensidade da força à deformação dentro do limite elástico.
Além do cálculo da intensidade da força, é importante interpretar gráficos, sinais, unidades e energia armazenada na deformação. As questões a seguir exploram aplicações mais exigentes, com leitura atenta de situações físicas e análise conceitual da força elástica.
Questões sobre força elástica
Questão 01
Gabarito: alternativa C). Correta. Usando F = kx, com x em metros: F = 250 vezes 0,08 = 20 N.
Questão 02
Gabarito: alternativa B). Correta. Pela lei de Hooke, k = F/x = 18/0,06 = 300 N/m.
Comentários por alternativa:
- A) A deformação deve ser convertida para metros antes da divisão.
- B) Correta. Pela lei de Hooke, k = F/x = 18/0,06 = 300 N/m.
- C) A resposta não é obtida por multiplicação direta; usa-se a razão força/deformação.
- D) O valor depende do quociente F/x, não de uma avaliação subjetiva da deformação.
- E) A relação está invertida; a constante não é x/F.
Questão 03
Gabarito: alternativa C). Correta. No gráfico F x x, a inclinação da reta é a constante elástica k.
Comentários por alternativa:
- A) A massa não é lida diretamente da inclinação do gráfico força x deformação.
- B) Energia não corresponde ao coeficiente angular; depende da área sob a curva em outro contexto.
- C) Correta. No gráfico F x x, a inclinação da reta é a constante elástica k.
- D) O comprimento natural aparece como referência de deformação, não como inclinação.
- E) A aceleração depende da força resultante, não do coeficiente angular do gráfico da mola.
Questão 04
Gabarito: alternativa A). Correta. U = 1/2 kx2 = 1/2 vezes 400 vezes 0,052 = 0,50 J.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. U = 1/2 kx2 = 1/2 vezes 400 vezes 0,052 = 0,50 J.
- B) A energia não é proporcional a x; ela varia com x2.
- C) É necessário usar metros e elevar a deformação ao quadrado.
- D) A energia armazenada é calculada pela expressão 1/2 kx2, não pela força isolada.
- E) O cálculo não usa multiplicação simples por comprimento; envolve x2.
Questão 05
Gabarito: alternativa B). Correta. Em equilíbrio, kx = mg; logo x = 20/500 = 0,04 m.
Comentários por alternativa:
- A) A deformação não é estimada por sensação; vem da igualdade entre peso e força elástica.
- B) Correta. Em equilíbrio, kx = mg; logo x = 20/500 = 0,04 m.
- C) A mola equilibra todo o peso, não metade, no regime estático ideal.
- D) O valor resulta do cálculo kx = mg, não de um comprimento fixo em centímetros.
- E) Peso e deformação têm unidades diferentes; não podem ser igualados diretamente.
Questão 06
Gabarito: alternativa A). Correta. Pela lei de Hooke, a força é proporcional à deformação.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. Pela lei de Hooke, a força é proporcional à deformação.
- B) A proporcionalidade é linear; dobrar a deformação dobra a força, não triplica.
- C) Ser a mesma mola não torna a força igual; o alongamento muda o módulo da força.
- D) Maior deformação gera maior força elástica, não menor.
- E) A força elástica depende diretamente da deformação no regime elástico.
Questão 07
Gabarito: alternativa B). Correta. Pela lei de Hooke, x = F/k = 40/800 = 0,05 m.
Comentários por alternativa:
- A) A fórmula está invertida; a deformação resulta de força dividida por constante.
- B) Correta. Pela lei de Hooke, x = F/k = 40/800 = 0,05 m.
- C) O valor em centímetros não é obtido por aproximação, mas por cálculo direto.
- D) A deformação é pequena nesse caso, pois a constante é alta.
- E) Unidades não devem ser trocadas sem conversão adequada.
Questão 08
Gabarito: alternativa C). Correta. De U = 1/2 kx2, vem k = 2U/x2 = 1,6/0,01 = 160 N/m.
Comentários por alternativa:
- A) A fórmula está incompleta; falta dividir por x2.
- B) A energia elástica não é proporcional a x, mas a x2.
- C) Correta. De U = 1/2 kx2, vem k = 2U/x2 = 1,6/0,01 = 160 N/m.
- D) A energia não é dividida pela força para encontrar k.
- E) O valor não é lido diretamente; é necessário usar a expressão da energia.
Questão 09
Gabarito: alternativa A). Correta. Como U = 1/2 kx2, dobrar x faz U aumentar por 4 vezes.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. Como U = 1/2 kx2, dobrar x faz U aumentar por 4 vezes.
- B) A força elástica é linear em x, não quadrática.
- C) Na mola ideal, k permanece constante no regime elástico.
- D) A energia não depende linearmente da força, mas de x2.
- E) O quadruplicar decorre da fórmula, não de uma afirmação de rendimento.
Questão 10
Gabarito: alternativa B). Correta. A proporcionalidade linear vale somente enquanto o comportamento permanece elástico.
Comentários por alternativa:
- A) A lei de Hooke não vale para deformações além do limite elástico.
- B) Correta. A proporcionalidade linear vale somente enquanto o comportamento permanece elástico.
- C) Deformação permanente indica perda do comportamento ideal, não aumento de k.
- D) A força não zera; o material apenas deixa de recuperar totalmente a forma original.
- E) A mola continua podendo deformar; o problema é não voltar ao estado inicial.
Comentários por alternativa: