O que é uma mola de força constante?
Na maioria dos tipos de molas, a força exercida quando a mola é comprimida e relaxada é proporcional à distância em que foi esticada. Uma mola de força constante, diferente de uma mola comum, não obedece a essa regra. Como resultado do projeto físico da mola de força constante, a potência com que ela recua permanece constante. Molas de força constante são, portanto, úteis em muitas aplicações em que uma força de recuo consistente é importante.
O comportamento das fontes comuns pode ser descrito por uma equação matemática conhecida como lei de Hooke. Esta lei afirma que a força de uma mola que recua na direção do recuo é igual à distância entre o deslocamento da mola e o equilíbrio - em outras palavras, a que distância ela foi esticada - multiplicada por uma constante matemática, a taxa de primavera. A mola recua na direção oposta àquela em que foi esticada. Como muitos materiais elásticos se comportam dessa maneira, a lei de Hooke tem amplas aplicações no campo da física.
A lei de Hooke não se aplica a molas de força constante porque sua força de recuo permanece constante em toda a amplitude de movimento. Isso é alcançado por seu design físico exclusivo, que consiste em uma fita fina e enrolada de aço. As molas de força constante ficam em estado de relaxamento quando estão totalmente enroladas e ficam carregadas com força quando são parcial ou completamente desenroladas. Quando liberada, a mola recua puxando a fita estendida de volta para um rolo apertado. Como a força de recolhimento vem principalmente da parte mais próxima do rolo enrolado, uma força constante é mantida.
Uma aplicação comum da mola de força constante pode ser vista nas fitas métricas usadas em aplicações domésticas e construção. Um mecanismo típico de fita métrica consiste em uma fina fita de metal enrolada em torno de um tambor interno dentro de uma caixa de plástico. Quando a fita métrica é puxada para fora e travada, a força é transmitida à mola. Depois que a trava é liberada, a fita se retrai automaticamente para dentro da caixa de plástico. Essa retração é alcançada devido à ação de recuo do rolo, que funciona como uma mola de força constante.
Muitos outros dispositivos que apresentam retração automática também fazem uso da mola de força constante. Alguns exemplos incluem cintos de segurança para automóveis, balanças de janelas, poltronas reclináveis e pistolas de grampos. Em todas essas aplicações, a força geradora do dispositivo deve ser consistente, comportando-se da mesma maneira sempre que estiver atuando em um espaço pequeno. As molas de força constante atendem a essas duas condições, pois exercem uma força constante e também podem ser enroladas firmemente, encaixando um grande comprimento de fita em uma área de tamanho modesto.