Molas em série comportam-se como resistências em paralelo

A coluna interessante é a da energia

Metade da constante vezes o curso ao quadrado dá 2,5 joules para uma mola, 5 para o par em série e 1,25 para o par em paralelo — sob uma carga idêntica de 50 N. A montagem mole armazena quatro vezes mais do que a rígida, porque a energia é força vezes distância e a mole percorre quatro vezes mais caminho. É por isso que uma mola longa e mole amortece melhor do que uma curta e rígida do mesmo calibre: absorver um dado impacto é armazenar a sua energia algures, e a mola rígida chega ao batente antes de ter recolhido muita. É também por isso que uma montagem rígida volta mais depressa ao lugar — tem menos para devolver.

Cortar uma mola ao meio duplica a sua constante

A regra da série lida ao contrário di-lo: uma mola inteira não é senão duas meias molas em fila, pelo que cada metade tem de ser duas vezes mais rígida do que o conjunto. É um dado de oficina realmente útil — uma mola demasiado mole pode ser encurtada em vez de substituída — e é também um aviso: uma mola cortada à medida já não é o componente da ficha técnica. A carga máxima admissível não muda, mas é atingida a meio curso, e a energia que a mola encurtada consegue absorver antes de chegar ao batente reduziu-se a metade. Se as molas helicoidais têm as extremidades retificadas planas é por alguma razão: um corte em bruto costuma precisar de acabamento antes de assentar a esquadro.

Perguntas frequentes

Quando deixa de valer a lei de Hooke?

Quando a mola é esticada o suficiente para se deformar em definitivo, e bastante antes do que a maioria espera. Até ao limite elástico a força é realmente proporcional ao alongamento e a mola volta ao seu comprimento exato de partida; passado esse ponto o metal cede e a mola volta mais longa do que era, com uma constante diferente daí em diante. Uma mola que já não aguenta a carga nominal costuma ser uma que foi esticada em excesso uma vez, não uma que se gastou aos poucos. O modelo linear também falha no outro extremo, quando as espiras se tocam: aí a constante não sobe suavemente, torna-se praticamente infinita.

Porque é a constante uma condutância e não uma resistência?

Por causa de qual é a grandeza que se partilha e qual a que se soma. Num circuito em série a corrente é comum e as tensões somam-se; numa série de molas a força é comum e os deslocamentos somam-se. A força alinha-se portanto com a corrente e o deslocamento com a tensão, o que faz da constante de rigidez — força por deslocamento — a contraparte da corrente por tensão, ou seja uma condutância. Feito o emparelhamento, o resto segue-se sem mais reflexão: o que se combina em inversos para a condutância combina-se em inversos para a rigidez, exatamente na mesma montagem.