Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 4.1 - Ex. 1

Em um calmo vôo transcontinental, sua xícara de café repousa sobre a bandeja. Existem forças atuando sobre a xícara? Caso afirmativo, qual a diferença entre elas e as forças atuando sobre uma xícara na mesa de sua cozinha?

Passo 1

Olá! Então, vamos refletir.

Ele quer saber se há forças atuando numa xícara de café em repouso sobre uma bandeja em um vôo calmo.

Um vôo calmo seria um vôo sem turbulências. Sem mudanças de velocidade que te jogam para trás ou para frente (igual acontece no ônibus quando ele freia, que você é “jogado” para frente).

Então, estamos dentro de um avião com velocidade constante e tem uma xícara parada numa bandeja:

A xícara tem uma massa. Isso quer dizer que ela vai estar sobre ação da gravidade, gerando uma força peso que a puxa para baixo.

E como ela está em contato com a bandeja, teremos uma força normal, que vai apontar para cima. Temos algo assim então:

Não há forças de atrito atuando aqui porque o avião está em velocidade constante.

Ou seja, não há aceleração para o avião. Logo, a bandeja (que faz o contato entre avião e xícara) não tem aceleração alguma horizontal. Assim, não há tendencia de deslizamento entre ela e a xícara, e por isso não há atuação de uma força de atrito para impedir esse movimento.

Passo 2

Agora a situação é uma xícara na mesa da sua cozinha. Percebe, que aqui também não aceleração (sua cozinha e a mesa ficam paradas sempre, né?), logo também não há atrito.

E percebe que ainda estamos sob ação da gravidade, então há força peso. E há contato entre a mesa e a xícara, logo há força normal. Então, teremos as mesmas forças atuando:

Logo não há diferença entre esses dois casos. E a razão é que podemos considerar que não há aceleração no vôo calmo. Assim os dois casos não apresentam aceleração horizontal que geraria uma força de atrito.

Resposta

Os dois casos são iguais pois podemos considerar que não há aceleração horizontal nos dois casos.

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