Enunciado
Uma mola helicoidal cilíndrica de compressão tem 6 espiras ativas, índice de mola igual a 7, com fio de diâmetro igual a 14 mm, e é feita com material cujo módulo de rigidez à torção é igual a 42 GPa. O diâmetro médio de espira, em mm, e a constante de rigidez, em N/mm, são, respectivamente,
Alternativas
- A)
42 e 453,7
- B)
84 e 35,7
- C)
84 e 56,7
- D)
98 e 35,7
- E)
98 e 56,7
Gabarito e comentário
Resposta correta: D
Essa questão combina dois conceitos: índice de mola e rigidez de mola helicoidal. O índice de mola é definido como a razão entre o diâmetro médio da espira e o diâmetro do fio, sendo utilizado para caracterizar a geometria da mola e permitir a determinação do diâmetro médio quando necessário. Após a obtenção do diâmetro médio, calcula-se a constante de rigidez da mola helicoidal. Essa constante depende do módulo de elasticidade transversal do material, do diâmetro do fio, do diâmetro médio da mola e do número de espiras ativas. No caso apresentado, considera-se G igual a 42 GPa, equivalente a 42.000 N por milímetro quadrado, diâmetro do fio igual a 14 mm, diâmetro médio igual a 98 mm e número de espiras igual a 6. Substituindo esses valores na expressão da rigidez, obtém-se a constante elástica da mola. O ponto central da questão consiste em saber utilizar o índice de mola para determinar o diâmetro médio, aplicar corretamente a expressão da rigidez da mola helicoidal e manter consistência nas unidades, especialmente na conversão do módulo de elasticidade para N por milímetro quadrado.