No clássico filme de ficção científica de 1950 Rocketship X-M, uma nave espacial está se movendo no vácuo do espaço, longe de qualquer estrela ou planeta, quando seu motor para de funcionar. De acordo com a primeira lei de Newton, o que deve acontecer com a nave após o motor parar?
a) A nave continuará em movimento retilíneo com velocidade constante.
b) A nave irá desacelerar gradualmente até parar, pois não há mais propulsão.
c) A nave começará a se mover em trajetória circular devido à ausência de forças.
d) A nave irá parar imediatamente, pois não há forças atuando sobre ela.

Passo 1

O enunciado diz que uma nave espacial está no vácuo do espaço, longe de estrelas e planetas (ou seja, sem forças externas importantes como gravidade), e que o motor para de funcionar. A pergunta é qual das alternativas descreve corretamente o que acontece com a nave depois que o motor para:
a) A nave continuará em movimento retilíneo com velocidade constante.
b) A nave irá desacelerar gradualmente até parar, pois não há mais propulsão.
c) A nave começará a se mover em trajetória circular devido à ausência de forças.
d) A nave irá parar imediatamente, pois não há forças atuando sobre ela.
Informações relevantes dadas:
  • A nave está no vácuo, longe de qualquer corpo que exerça força gravitacional significativa (o enunciado explicitamente diz “longe de qualquer estrela ou planeta”).
  • O motor para de funcionar (não há mais empuxo do motor), ou seja, não há propulsão.
  • Não há outras forças externas aparentes agindo sobre a nave.

Passo 2

Apresentar a ideia física central (lei de Newton e relação força-acceleracao). A segunda lei de Newton relaciona força resultante, massa e aceleração pela expressão F = m a, onde:
  • F é a força resultante (vetor) atuando no corpo,
  • m é a massa do corpo (escalar, sempre positiva),
  • a é a aceleração (vetor), isto é, a taxa de variação da velocidade no tempo.
Se a força resultante é zero ( F=0), então pela equação acima vem que m a = 0 \Rightarrow a = 0 (porque m\neq0). A aceleração sendo nula significa que a velocidade não muda com o tempo. Em linguagem matemática a aceleração é a derivada da velocidade: a = \dfrac{d\vec v}{dt}. Logo, a=0 \Rightarrow \dfrac{d\vec v}{dt}=0, o que implica \vec v= constante (mesma direção e mesmo módulo).

Passo 3

Interpretar isso no contexto da nave: o enunciado indica que a nave está longe de corpos que gerem forças significativas e que o motor parou. Então podemos considerar que a força resultante sobre a nave é, para todos os efeitos, nula: F_{\text{resultante}} = 0. Aplicando a conclusão do passo anterior, com F=0 obtemos a=0 e portanto a velocidade da nave permanece constante — tanto em módulo (velocidade escalar) quanto em direção. Em palavras simples: sem força resultante não há aceleração, então a nave não muda sua velocidade nem sua direção.
Um exemplo mental útil: um carrinho num trilho sem atrito continua deslizando com a mesma velocidade quando a força que o empurrava deixa de atuar; a ausência de atrito (força) permite que o movimento continue. No espaço, onde praticamente não existe “atrito do ar”, o mesmo princípio vale — a nave “coasta” indefinidamente.

Passo 4

Desmontando as alternativas erradas uma a uma:
  • Alternativa (b): “Irá desacelerar gradualmente até parar, pois não há mais propulsão.” Isso confunde causa e efeito: ausência de propulsão significa ausência de força de empuxo, mas não implica automaticamente desaceleração — para desacelerar seria necessária uma força resultante oposta ao movimento (por exemplo fricção ou empuxo contrário). No enunciado não há tal força.
  • Alternativa (c): “Começará a se mover em trajetória circular devido à ausência de forças.” Movimento circular exige uma força centrípeta não nula apontando para o centro da curva; sem forças, não há curvatura da trajetória. Então a ausência de forças não cria movimento circular.
  • Alternativa (d): “Parará imediatamente, pois não há forças atuando sobre ela.” Parar imediatamente implicaria uma mudança instantânea de velocidade, o que exigiria uma aceleração enorme (portanto uma força muito grande) por um instante — mas não existe tal força. Além disso, a lei da inércia diz justamente o contrário: sem forças, o movimento se mantém.

Passo 5

Resumo didático e incentivo: com base em F = m a e na ideia de que no cenário descrito a força resultante é nula, a aceleração é zero e a velocidade não muda. Isso significa que a nave continua se movendo da mesma maneira que vinha se movendo no instante em que o motor parou — ou seja, segue em linha reta com velocidade constante, a menos que alguma força externa futura atue sobre ela (um pequeno empurrão, gravidade ao passar perto de um corpo, etc.). Não se preocupe: é um ponto clássico que parece contraintuitivo à primeira vista, mas faz todo sentido quando se usa a relação força–aceleração.

Resposta

a) A nave continuará em movimento retilíneo com velocidade constante.

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