(a) Pode um corpo permanecer em equilíbrio quando somente uma força atua sobre ele? Explique. (b) Uma bola lançada verticalmente de baixo para cima possui velocidade nula em seu ponto mais elevado. A bola está em equilíbrio neste ponto? Explique. © Quando você voa de avião em uma noite com ar calmo, não tem a sensação de estar em movimento, embora o avião possa está se deslocando a
. Como explica isso? (d) Quando um carro pára repentinamente, os passageiros tendem a se mover para frente em relação aos seus assentos. Por quê? Quando um carro faz uma curva abrupta, os passageiros tendem a escorregar para um lado do carro. Por quê?
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício que você me enviou está relacionado com a Dinâmica, mais especificamente com Equilíbrio de Corpos e Leis do Movimento de Newton. Para resolver as questões, vamos precisar entender conceitos como forças atuantes, equilíbrio estático e dinâmico, além de inércia e movimentos de referência.
Passo 2
(a) Pode um corpo permanecer em equilíbrio quando somente uma força atua sobre ele? Explique.
Não, um corpo não pode permanecer em equilíbrio quando apenas uma força está agindo sobre ele. Segundo a Primeira Lei de Newton (Lei da Inércia), um corpo em repouso ou em movimento retilíneo uniforme só muda seu estado se uma força resultante atuante sobre ele for diferente de zero. Se apenas uma força está agindo, essa força não pode ser equilibrada por outra, o que fará com que o corpo acelere na direção dessa força, ou seja, não estará em equilíbrio.
Passo 3
(b) Uma bola lançada verticalmente de baixo para cima possui velocidade nula em seu ponto mais elevado. A bola está em equilíbrio neste ponto? Explique.
Não, a bola não está em equilíbrio no ponto mais elevado. Mesmo que a velocidade seja zero nesse instante, a Força da Gravidade ainda está atuando sobre ela, puxando-a para baixo. Isso significa que há uma força resultante agindo na bola, causando uma aceleração gravitacional de aproximadamente
. Portanto, a bola está momentaneamente parada, mas não em equilíbrio.
Passo 4
© Quando você voa de avião em uma noite com ar calmo, não tem a sensação de estar em movimento, embora o avião possa estar se deslocando a
. Como explica isso?
Isso acontece por causa do Referencial Inercial e da Inércia. Dentro da cabine do avião, você e os objetos estão se movendo na mesma velocidade que o avião. Como tudo ao seu redor se move junto com você, não há uma força relativa perceptível que indique o movimento constante. Além disso, se o avião está em voo retilíneo uniforme, de acordo com a Primeira Lei de Newton, não há aceleração, então você não sente a sensação de movimento.
Passo 5
(d) Quando um carro para repentinamente, os passageiros tendem a se mover para frente em relação aos seus assentos. Por quê? Quando um carro faz uma curva abrupta, os passageiros tendem a escorregar para um lado do carro. Por quê?
Quando o carro para de repente, os passageiros tendem a continuar em movimento devido à Inércia (Primeira Lei de Newton). Como não há uma força que os segure no assento no instante da parada, eles avançam para frente.
No caso de uma curva abrupta, conforme o carro muda de direção, os passageiros tendem a seguir em linha reta devido à inércia. Isso faz com que pareçam escorregar para fora da curva, ou seja, para o lado oposto à curva, pois o corpo resiste à mudança de direção.
Resposta
Resumindo, um corpo precisa de pelo menos duas forças para estar em equilíbrio. Mesmo que a velocidade de um objeto seja zero em um instante, se houver forças atuando, ele não está em equilíbrio. Sentir ou não movimento depende do referencial e da ausência de forças resultantes. E a tendência dos passageiros a se moverem durante paradas ou curvas é consequência da inércia, que faz com que o corpo resista a mudanças no estado de movimento.