Considere que, num referencial inercial
, uma pedra de massa
é atirada com velocidade
na direção
e, ao mesmo tempo, cai sob a ação de uma força constante
. Ou seja, o sistema está sob a ação de uma força
e com uma velocidade inicial
dadas por
Para um observador num referencial
que se move com velocidade
em relação a
, com
constante, qual a força
que age sob a pedra?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão tá pedindo. Temos uma pedra de massa
que é lançada com uma velocidade inicial
na direção do eixo
. Ao mesmo tempo, essa pedra está sob a influência de uma força constante
, ou seja, puxando-a na direção negativa do eixo
.
A parada é que temos dois referenciais:
- Referencial
: onde a pedra é lançada e a força está agindo. - Referencial
: que está se movendo com uma velocidade constante em relação a .
O que a gente precisa descobrir é qual é a força
que age na pedra quando a observamos do referencial
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que forças são vetores e, em física clássica (ou Newtoniana), a forma como as forças se comportam entre referenciais inerciais é a mesma. Isso significa que, se você está em um referencial que está se movendo a velocidade constante em relação a outro, as forças medidas nesses referenciais são iguais.
Então, já que
e
são referenciais inerciais (porque
está se movendo com velocidade constante em relação a
), a força que a pedra sente em
deve ser a mesma que em
. Não há aceleração entre os referenciais que possa introduzir forças fictícias.
Passo 3
Para confirmar isso, vamos pensar nas componentes das forças. Em
, a força é
. Como
está se movendo na direção
com velocidade constante
, não há mudança na direção
ou
que afetaria a força aplicada na pedra.
Além disso, como a força é constante e não depende da velocidade da pedra, a transformação para
não altera a magnitude ou a direção da força.
Passo 4
Então, resumindo:
- As forças medidas em dois referenciais inerciais que se movem a velocidade constante um em relação ao outro são iguais.
- Não há componentes adicionais ou mudanças na força devido à mudança de referencial nesse caso específico.
Resposta
A força que age na pedra no referencial
é
, igual à força no referencial
.
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Considere que, num referencial inercial
, uma pedra de massa
é atirada com velocidade
na direção
e, ao mesmo tempo, cai sob a ação de uma força constante
. Ou seja, o sistema está sob a ação de uma força
e com uma velocidade inicial
dadas por
Determine a velocidade
da pedra (no referencial
).
Qual era a energia cinética
da partícula alfa quando estava a uma distância muito grande (e, portanto, do lado de fora) do átomo de ouro? Suponha que a única força entre a partícula alfa e o núcleo de ouro é a força eletrostática. R.:
Considere que, num referencial inercial
, uma pedra de massa
é atirada com velocidade
na direção
e, ao mesmo tempo, cai sob a ação de uma força constante
. Ou seja, o sistema está sob a ação de uma força
e com uma velocidade inicial
dadas por
Obtenha as equações
e
que descrevem o movimento da pedra (no referencial
).
Uma molécula de água
neutra no estado de vapor tem um momento dipolar elétrico cujo módulo é
.
(a) Qual é a distância entre o centro das cargas positivas e o centro das cargas negativas da molécula?
(b) Se a molécula é submetida a um campo elétrico de , qual é o máximo torque que o campo elétrico pode exercer sobre a molécula? (Um campo com essa intensidade pode facilmente ser produzido em laboratório.) R.: 9,3 x
N.m
(a) Qual é a distância entre o centro das cargas positivas e o centro das cargas negativas da molécula?
(b) Se a molécula é submetida a um campo elétrico de