56. Se seu carro para subitamente, você se sente “arremessado para a frente”. Gostaríamos de entender o que ocorre aos passageiros quando um carro pára. Imagine-se sentado em um banco de carro muito escorregadio. Ele tem pouco atrito, não possui encosto para as costas e não há nada em que você possa se segurar.

a. Faça um desenho que identifique todas as forças exercidas sobre você enquanto o carro trafega com rapidez constante em uma rodovia horizontal.

b. Desenhe seu próprio diagrama de corpo livre. Há uma força resultante exercida sobre você? Em caso afirmativo, qual é a sua orientação?

c. Refaça os itens a e b considerando que o carro esteja agora desacelerando.

d. Descreva o que lhe acontece enquanto o carro desacelera.

e. Use as leis de Newton para explicar por que parece que você é “arremessado para a frente” enquanto seu carro vai parando. Existe realmente alguma força o empurrando para frente?

f. Suponha agora que o banco não seja escorregadio. Enquanto o carro está desacelerando, você permanece fixo no banco e não escorrega nele. Que força é responsável por sua desaceleração? Qual é a orientação dela? Um diagrama de corpo livre deve constar da resolução.

b) Sendo assim, temos o seguinte diagrama de corpo livre...

E como somos um referencial inercial, então...

Logo, não tem nenhuma força resultante agindo aqui, meu amigo!

Se tivesse, ou a gente batia a cabeça no teto do carro ou afundava no banco, rs rs rs!

c) O carro não é mais um referencial inercial!

Massssss! Ainda somos um referencial inercial em relação a ele.

Pensa o seguinte...

O carro (e, portanto, o banco) fica mais lento. Isso cria alguma força nova na gente? Não. As forças permanecem as mesmas. Isso significa que a representação pictórica e o diagrama de corpo livre permanecem inalterados.

d) Bem! Bora considerar que o carro diminui a velocidade devido a alguma nova força de contato no carro (talvez os freios travem as rodas e a estrada exerça uma força sobre os pneus). Mas não há nova força de contato na gente. Portanto, o diagrama de força permanece inalterado.

Não há forças horizontais em nós.

Logo não diminuimos a velocidade e continuamos a uma velocidade inalterada até que algo na imagem mude para você (por exemplo, você cai do banco ou bate no pára-brisa).

e) Se liga só! A explicação é a seguinte...

A força líquida na gente permaneceu zero porque a força vertical líquida é zero e não há forças horizontais. De acordo com a primeira lei de Newton, se a força líquida sobre nós é zero, continua a nos mover em linha reta com uma velocidade constante. É isso que acontece quando o carro diminui a velocidade.

A gente continua avançando a uma velocidade constante!

A declaração de que a gente é “jogado para frente” é enganosa e incorreta. Para ser "jogado", precisaria haver uma força líquida em você e não há nenhuma. Pode ser correto dizer que o carro foi “jogado para trás”, deixando nós continuarmos (até você se separar do banco).

f) Agora, somos convidados a considerar o que acontece se o banco não estiver escorregadio.

Isso implica que há uma força de atrito entre o banco e a gente. Essa força é certamente horizontal (paralela à superfície da bancada).

Então vem a pergunta... A força de atrito é direcionada para frente (na direção do movimento) ou para trás?

Ora bolas! O carro está diminuindo a velocidade e a gente fica no banco. Isso significa que estamos desacelerando com o banco. A nossa velocidade para a direita está diminuindo (estamos nos movendo para a direita e diminuindo a velocidade) e acelerando para a esquerda.

Pela segunda lei de Newton, isso significa que a força que produz a aceleração deve estar à esquerda. Essa força é a força do atrito estático e é mostrada no diagrama de corpo livre abaixo.

Obviamente, quando o carro acelera (aumenta a velocidade para a direita) e aceleramos com ele, nossa aceleração é para a direita e a força de atrito deve estar para a direita.

E pronto! Terminamos aqui!