Um barco tem dois tripulantes de massas iguais, sentados em extremidades opostas. O barco encontrase em repouso sobre um lago de águas calmas. Os dois tripulantes resolvem trocar de lugar. Eles deslocam-se no barco com velocidade de módulo v em relação à margem do lago e sentam-se novamente. Marque verdadeiro ( V ) ou falso (
) nas afirmativas abaixo.
- O centro de massa do sistema barco+tripulantes não se deslocou durante todo o processo de troca de lugares.
- Enquanto os tripulantes trocavam de lugar, a velocidade do centro de massa do sistema tinha módulo v.
- Após a troca de lugares, o barco deslocou-se em relação à sua posição inicial.
Escolha uma opção:
O a.
O b. V, F, V
○ c.
- d.
○ e.
Escolha uma opção:
O a.
O b. V, F, V
○ c.
○ e.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos um barco com dois tripulantes de mesma massa, sentados em extremidades opostas. O barco está parado sobre um lago calmo. Os tripulantes decidem trocar de lugar, movendo-se com velocidade
em relação à margem do lago e sentando-se novamente. Vamos analisar cada uma das afirmações utilizando conceitos de centro de massa e conservação de momento.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o centro de massa. O centro de massa de um sistema é o ponto onde podemos considerar que toda a massa do sistema está concentrada para fins de análise de movimento. Se não há forças externas atuando no sistema, o centro de massa permanece em repouso ou se move com velocidade constante, de acordo com a primeira lei de Newton.
Passo 3
Na primeira afirmação: “O centro de massa do sistema barco+tripulantes não se deslocou durante todo o processo de troca de lugares.” Como não há forças externas atuando no sistema barco+tripulantes (assumindo que a água do lago oferece resistência desprezível para este movimento), o centro de massa deve permanecer no mesmo lugar. Portanto, essa afirmação é verdadeira (V).
Passo 4
A segunda afirmação: “Enquanto os tripulantes trocavam de lugar, a velocidade do centro de massa do sistema tinha módulo
.” Conforme vimos, na ausência de forças externas, o centro de massa não se move. Ou seja, sua velocidade é zero. Portanto, essa afirmação é falsa (F).
Passo 5
A terceira afirmação: “Após a troca de lugares, o barco deslocou-se em relação à sua posição inicial.” Durante a troca de lugares, os tripulantes movem-se com velocidade
em relação à margem. Para manter o centro de massa fixo, o barco deve se mover na direção oposta. Isso significa que o barco realmente se desloca durante o processo de troca. Portanto, essa afirmação é verdadeira (V).
Resposta
A opção correta é a letra b. V, F, V.