Resolução da Questão
Alternativa A - A força elástica é uma força restauradora.
Esta questão aborda conceitos fundamentais da mecânica clássica relacionados à elasticidade dos materiais, especificamente a Lei de Hooke e a Energia Potencial Elástica. Para identificar a resposta correta, precisamos analisar cada afirmação com base nas leis físicas que regem esses fenômenos.
Desenvolvimento Teórico
A Lei de Hooke descreve como uma mola (ou material elástico) reage quando submetida a uma força. Matematicamente, ela é expressa pela fórmula:
F = k \cdot x
Onde:
- F é a intensidade da força elástica.
- k é a constante elástica da mola (rigidez).
- x é a deformação sofrida pela mola (alongamento ou compressão).
A Energia Potencial Elástica (E_{pe}) armazenada na mola deformada é dada por:
E_{pe} = \frac{k \cdot x^2}{2}
## Análise das Alternativas
Vamos examinar detalhadamente cada opção para confirmar qual está correta e por que as outras estão erradas:
- (a) A força elástica é uma força restauradora.
- Correta. A força elástica tem a função de levar o objeto de volta à sua posição de equilíbrio original. Se você puxa a mola para a direita, ela puxa de volta para a esquerda. Essa tendência de "restaurar" o estado inicial é a definição exata de uma força restauradora.
- (b) O módulo da energia potencial elástica é proporcional a deformação da mola.
- Incorreta. Olhando para a fórmula E_{pe} = \frac{k \cdot x^2}{2}, vemos que a energia é proporcional ao quadrado da deformação (x^2), e não diretamente proporcional à deformação (x).
- (d) O módulo da força elástica é proporcional a deformação da mola ao quadrado.
- Incorreta. De acordo com a Lei de Hooke (F = k \cdot x), a força é diretamente proporcional à deformação linear, não ao quadrado dela.
- (e) A força elástica em um sistema oscilatório aponta sempre para fora da origem.
- Incorreta. Como a força é restauradora, ela aponta sempre para a origem (posição de equilíbrio), contrariando o sentido do deslocamento. Se a mola estende para fora, a força puxa para dentro.
- (c) Todas as alternativas então corretas.
- Incorreta. Como apenas a alternativa (a) está correta, esta opção é eliminada automaticamente.
Conclusão
A única afirmação que respeita os princípios físicos da elasticidade é a de que a força elástica atua no sentido de restaurar a forma original do corpo deformado.
Portanto, a resposta correta é a Alternativa A.