Um carro pequeno está puxando uma caminhonete que estava enguiçada, e eles se movem ao longo de uma estrada com a mesma velocidade e a mesma aceleração. Quando o carro está acelerando, a força que ele exerce sobre a caminhonete possui módulo maior, menor ou igual à força que a caminhonete exerce sobre o carro? Qual veículo recebe a maior força resultante sobre ele, ou as duas forças resultantes possuem o mesmo módulo? Explique.
Passo 1
Beleza, imagina a cena: um carrinho “franguinho” tá puxando uma caminhonete enguiçada, e os dois andam juntos com a mesma velocidade e têm a mesma aceleração pra frente.
Conteúdo que vamos usar:
Conteúdo que vamos usar:
- 3ª Lei de Newton (ação e reação)
- 2ª Lei de Newton (∑F = m·a)
O que a gente precisa fazer:
- Identificar a força de tração que o carro faz na caminhonete e a que a caminhonete faz no carro.
- Aplicar a 3ª lei pra ver se essas forças têm mesmo módulo.
- Calcular a força resultante em cada veículo usando a 2ª lei e comparar.
Passo 2
Força de ação e reação entre os dois:
- O carro puxa a caminhonete com uma força
para frente. - A caminhonete “puxa” o carro (na prática empurra pra trás) com uma força
.
Pela 3ª Lei de Newton:
ou seja, os módulos são iguais, só os sentidos são opostos.
Passo 3
Agora vamos achar a força resultante (∑F) em cada um:
Na caminhonete, a única força que acelera pra frente (considerando só o par força de tração e desprezando atritos) é . Então, pela 2ª Lei:
Na caminhonete, a única força que acelera pra frente (considerando só o par força de tração e desprezando atritos) é
Passo 4
No carro, existem duas forças principais:
- A força do motor
empurrando pra frente. - A força de reação
(que tem o mesmo módulo de ) puxando pra trás.
Logo, a resultante nele é:
Mas como
, a gente vê que o motor “precisa” entregar justamente a força pra vencer
e ainda gerar
.
Resposta
- A força que o carro exerce na caminhonete e a que a caminhonete exerce no carro têm o mesmo módulo (3ª lei).
- As forças resultantes, porém, são diferentes:
- Na caminhonete:
. - No carro:
.
Como, a caminhonete recebe a maior força resultante.
- Na caminhonete: