Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 4.1 - Ex. 6
Um caminhão se afasta de você com velocidade constante (você faz esta observação do meio da estrada). Logo, (a) não há forças atuando sobre o caminhão, (b) uma força resultante constante atua sobre o caminhão no sentido da velocidade, (c) a força resultante que atua sobre o caminhão é nula, (d) a força resultante que atua sobre o caminhão é seu peso.
Passo 1
E aí galera, tudo certo? Então, temos um caminhão andando com velocidade constante.
O problema quer que ao interpretarmos a situação escolhamos a afirmação verdadeira.
Vamos ver cada uma delas para escolher a única que está certa, tá bem?
a) Nessa ele diz que não há forças atuando no caminhão. Mas cara, o caminhão tem massa, certo?
Isso quer dizer que ele está sob ação da gravidade. Logo a força peso atua sobre ele.
E como ele anda na estrada, temos também as forças de contato atuando sobre ele. A força normal que é perpendicular a superfície. E a força de atrito que vai se opor ao movimento na horizontal do caminhão.
E ainda a força que tira o caminhão do lugar.
Vimos aí que há varias forças atuando no caminhão, né? Logo, essa está errada.
Passo 2
b) Ele diz que o caminhão anda com velocidade constante e há uma força resultante constante no sentido dessa velocidade.
Para responder essa a gente pode pensar na segunda lei de Newton que diz que:
Onde é a força resultante, é a massa do caminhão e é a aceleração do caminhão.
Só que se o caminhão anda com velocidade constante, a aceleração é nula . Substituindo isso na lei de Newton:
O que isso quer dizer? Ele diz que se a aceleração do objeto é nula, a força resultante também é. Então não há força resultante na direção da velocidade.
Passo 3
c) Ele diz que a força resultante sobre o caminhão é nula.
Pensa comigo... De acordo com a segunda lei de Newton. Um objeto em um referencial inercial acelera se existir uma força resultante agindo sobre ele.
E acabamos de ver no item anterior que o nosso objeto na questão está se movendo em uma velocidade constante, ou seja, ele não está acelerando, então a força resultante sobre ele é nula.
Então essa é verdade!
Passo 4
d) Já sabemos que a (c) é a acerta, mas vamos pensar em porque essa aqui está errada.
Ele diz que a força resultante que atua sobre o caminhão é seu peso.
Vimos no passo 2 que a segunda lei de Newton diz que na direção onde há uma força resultante há também aceleração. Se há aceleração nessa direção, eventualmente teremos movimento acelerado nessa direção.
Agora pensa, a força peso do caminhão aponta para baixo, assim:
Se ela fosse a resultante, haveria uma aceleração e um movimento acelerado do caminhão nessa direção. Mas não há n? O caminhão não está entrando dentro da superfície, ele está se movendo com velocidade constante na direção .
Então se não há aceleração na direção , a força resultante nessa direção é nula e não a força peso, tudo bem?
Resposta
Letra (c) a força resultante que atua sobre o caminhão é nula