Na
Física, objetos inanimados se comunicam. Uma forma de comunicação que um corpo
pode estabelecer com outro é a força e, nesse sentido, as Leis de Newton expressam
muito bem essa ideia.
Um
estudante, ao analisar a situação mecânica na qual se encontra um vaso em
repouso sobre uma mesa plana e horizontal, desconsiderando a existência do ar,
faz as seguintes afirmações:
I. O
atrito mantém o vaso sobre a mesa.
II. A
força peso e a força normal de contato com a mesa possuem a mesma direção.
III. Se o
vaso cair da mesa, durante a queda, o peso do vaso será a força resultante.
É correto
o que o estudante a forma em
(A) I,
apenas.
(B) III,
apenas.
(C) I e
II, apenas.
(D) II e
III, apenas.
(E) I, II
e III.
Solução: (D)
Questão
conceitual de Física sobre as leis de Newton.
Analisando
cada um das alternativas, temos:
I. O atrito mantém o vaso sobre a mesa →
Falso;
No livro
Fundamentos da Física obtermos uma definição de atrito:
“Quando empurramos ou tentamos empurrar um
corpo sobre uma superfície, a interação dos átomos do corpo com os átomos da superfície
faz com que haja uma resistência ao movimento. A resistência ao movimento é considerada
como uma única força que recebe o nome de força de atrito, ou simplesmente atrito.
Esta força é paralela à superfície e aponta no sentindo oposto ao do movimento
ou tendência ao movimento” (Halliday & Resnick, p.105).
Observe
que o atrito surge em oposição ao movimento, entretanto o vaso está “em repouso
sobre uma mesa plana e horizontal”, logo não tem nenhuma força atuando neste
vaso que lhe cause um movimento sobre a superfície da mesa.
II. A força peso e a força normal de contato com
a mesa possuem a mesma direção → Verdadeiro;
“Quando um corpo exerce uma força sobre uma
superfície (ainda que aparentemente rígida) se deforma e empurra o corpo com
uma força normal FN que é perpendicular à superfície” (Halliday
& Resnick, p.104).
O nome desta
força vem do termo matemático normal,
que significa perpendicular.
Na Figura 1, temos a representação do que está ocorrendo (fazer um
desenho sempre ajuda neste tipo de questão para entender melhor as interações
entre as forças).
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| Figura 1: Representação da situação descrita na afirmação II. |
Observe
que a força da gravidade FP
pressiona o vaso sobre a mesa, o que gera uma força normal FN, perpendicular à superfície da mesa.
Como o vaso
está “sobre uma mesa plana e horizontal”
FP e FN são perpendiculares à superfície da mesa, logo as
forças estão “alinhadas”, ou seja, tem a mesma direção, entretanto como podemos
observar no diagrama de corpo livre que FP
e FN têm sentidos opostos
(as forças “puxam” o vaso por direções opostas).
Vale
relembrar que a direção e sentido de uma força são conceitos diferentes.
III. Se o
vaso cair da mesa, durante a queda, o peso do vaso será a força resultante →
Verdadeiro;
Na Figura 2 temos a representação do que está sendo descrito na afirmação III. Como estamos “desconsiderando a existência do ar” não temos a influencia do
atrito entre o vaso e as partículas e molecular presentes no ar.
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| Figura 2: Representação da situação descrita na afirmação III. |
Então
temos somente a força da gravidade FP,
atuando no vaso, logo FP é
a força resultante FR atuando
no vaso.
Fonte: HALLIDAY, David. RESNICL, Robert. WALKER, Jearl. Fundamentos da Física. Vol. 1. 8º ed. Rio de Janeiro: LTC, 2.008.
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