Um sistema é constituído por duas partículas de massas e , ligadas por uma mola ideal, sobre uma mesa horizontal sem atrito. Em um determinado instante, o sistema está em repouso, com a mola distendida e uma força externa constante começa a ser exercida sobre a partícula de massa , na situação mostrada na figura a seguir.
Que tipo de movimento o centro de massa do sistema formado pelas partículas e pela mola descreve?
(a) Movimento retilíneo uniformemente acelerado.
(b) Movimento retilíneo uniforme.
(c) Movimento circular uniforme.
(d) Movimento circular uniformemente acelerado.
(e) O centro de massa vai oscilar em torno da distância média entre as partículas.
(f) A trajetória será uma parábola.
Passo 1
Que movimento que esse troço esquisito vai fazer?
Tá difícil de imaginar?
A boa notícia é que não precisamos imaginar certinho como a disposição dos dois corpos vai estar quando se iniciar o movimento.
Podemos simplesmente analisar o movimento do centro de massa.
Vamos lá, essa mola vai exercer uma força elástica certo?
Porém, como o nosso sistema inclui essas duas partículas e a mola, essa força elástica vai ser uma força interna, ou seja, a força elástica sobre uma partícula vai ter o mesmo módulo e o sentido oposto da força elástica sobre a outra partícula.
Isso acontece pois elas são um par de ação e reação (3° Lei de Newton).
Então, de forças externas, temos apenas essa força atuando sobre o sistema.
Passo 2
Como a única força externa atuando é , temos que a aceleração vai estar na mesma direção e sentido:
Sendo a massa do sistema, podemos concentrar toda ela no centro de massa e temos que a aceleração sofrida pelo centro de massa é:
Assim, a aceleração do centro de massa será constante e, portanto, ele vai realizar um movimento retilíneo uniformemente acelerado.
Ficamos com a letra (a).
Resposta
Letra (a)