Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 4.5 - Ex. 22
Imagine que você esteja sustentando um livro de em repouso sobre a palma de sua mão. Complete as seguintes sentenças:
- Uma força de cima para baixo de módulo é exercida sobre o livro pela ________.
- Uma força de baixo para cima de módulo _______ é exercida sobre ________ pela palma da sua mão.
- É a força de baixo para cima do item a reação da força de cima para baixo do item ?
- A reação da força do item é a força de módulo ______ exercida sobre _______ pelo ________. Seu sentido é _________.
- A reação do item é a força de módulo _______ exercida sobre _______ pelo _______.
- As forças dos itens e são iguais e opostas em virtude da _________ lei de Newton.
- As forças dos itens e são iguais e opostas em virtude da _______ lei de Newton.
- O livro permanece em equilíbrio?
- É a força exercida sobre o livro pela sua mão igual e oposta à força exercida sobre o livro pela Terra?
- É a força exercida sobre o livro pela Terra igual e oposta à força exercida sobre a Terra pelo livro?
- É a força exercida sobre o livro pela sua mão igual e oposta à força exercida sobre sua mão pelo livro?
- Quantas forças atuam agora sobre o livro?
- O livro está em equilíbrio?
Suponha agora que você exerça sobre o livro uma força de baixo para cima de módulo igual a .
Finalmente, suponha que você retire subitamente sua mão enquanto o livro se move para cima.
Passo 1
E aí! como vai?
Nesse problema temos uma questão que me lembra muito a época da escola... o que nós temos que fazer é completar as frases dadas no problema onde estamos segurando um livro de com a palma da mão.
Na parte final do problema temos algumas questões explicativas e para respondê-las, temos que ter as leis de Newton em mente...
Bora lá!
Passo 2
Uma força de cima para baixo de módulo é exercida sobre o livro pela GRAVIDADE!
É gravidade que está puxando o livro para baixo!
Passo 3
Uma força de baixo para cima de módulo é exercida sobre o livro pela palma da sua mão.
Como o sistema está em repouso, a força que a mão sustenta o livro deve ser igual ao peso dele.
Passo 4
No item c) queremos sabre se é a força de baixo para cima do item a reação da força de cima para baixo do item .
A resposta é não! Pois as duas forças estão sendo aplicadas no MESMO objeto! Par ação-reação age em corpos DIFERENTES!
Show?
Passo 5
A reação da força do item é a força de módulo exercida sobre A TERRA pelo LIVRO.
Seu sentido é DE BAIXO PARA CIMA.
Passo 6
Já a reação da força do item tem o mesmo módulo, , é exercida sobre A MÃO pelo LIVRO.
Seu sentido é DE BAIXO PARA CIMA
Passo 7
As forças dos itens e são iguais e opostas em virtude da PRIMEIRA lei de Newton.
Ela diz que a força resultante em um objeto é nula quando ela está em repouso ou em MRU. Como o livro está em repouso, as forças dos itens e possuem a mesma magnitude e sentido oposto.
Passo 8
As forças dos itens e são iguais e opostas em virtude da TERCEIRA lei de Newton.
Elas formam par ação reação e atuam em dois objetos distintos.
Passo 9
A partir de agora queremos supor que você exerça sobre o livro uma força de baixo para cima de módulo igual a .
E no item h) queremos saber se o livro permanece em equilíbrio.
Não, pois a força resultante é diferente de zero. Temos, sobre o livro, duas forças: a gravitacional de módulo , apontando para baixo, e a força exercida pela mão, de cima para baixo e de módulo . A força resultante nesse caso é:
Apontando para cima.
Passo 10
No item i) queremos saber se é a força exercida sobre o livro pela sua mão igual e oposta à força exercida sobre o livro pela Terra
NÃO. A força exercida sobre o livro pela mão é maior do que a força exercida sobre o livro pela Terra.
Passo 11
No item j) queremos saber se é a força exercida sobre o livro pela Terra igual e oposta à força exercida sobre a Terra pelo livro.
SIM!
Essas duas forças formam um par ação-reação!
Estamos quase lá!
Passo 12
Agora no item k) queremos saber se é a força exercida sobre o livro pela sua mão igual e oposta à força exercida sobre sua mão pelo livro.
SIM!
Essas duas forças formam um par ação-reação!
Passo 13
Finalmente, suponha que você retire subitamente sua mão enquanto o livro se move para cima.
Queremos saber quantas forças atuam agora sobre o livro
Agora apenas a gravidade está atuando sobre o livro!
Concorda?
Passo 14
E finalmente! Queremos saber se o livro está em equilíbrio
Não, o objeto não está em equilíbrio! Está caindo com uma aceleração de .
É isso! O que achou? Responde Aí!