Enuncie o princípio da inércia e o princípio da ação e reação.
16. Você está no mastro de um barco que está em movimento retilíneo uniforme. Você deixa cair uma bola de ferro muito pesada. O que você observa?
16. Você está no mastro de um barco que está em movimento retilíneo uniforme. Você deixa cair uma bola de ferro muito pesada. O que você observa?
Passo 1
O enunciado pede para relembrar dois princípios de Newton (inércia e ação e reação) e depois aplicar o princípio da inércia (movimento retilíneo uniforme) para entender o comportamento da bola ao ser solta no mastro de um barco em movimento.
Passo 2
O princípio da inércia (Primeira Lei de Newton) afirma que um corpo permanece em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme a menos que uma força resultante externa atue sobre ele. Isso significa que, na ausência de forças não equilibradas, a velocidade de um corpo não muda.
O princípio da ação e reação (Terceira Lei de Newton) diz que se um corpo A exerce uma força
naã outra sobre um corpo B, então B exerce sobre A uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto. Em outras palavras, forças sempre ocorrem em pares.
O princípio da ação e reação (Terceira Lei de Newton) diz que se um corpo A exerce uma força
naã outra sobre um corpo B, então B exerce sobre A uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto. Em outras palavras, forças sempre ocorrem em pares.
Passo 3
No caso do barco em movimento retilíneo uniforme, consideramos o sistema barco–bola como um sistema inercial: não há aceleração horizontal. Ao soltar a bola, as únicas forças relevantes são o peso (vertical para baixo) e a força normal do ar (que, para simplificar, podemos desprezar ou tratar como pequena). Não há força horizontal que modifique sua velocidade inicial.
Como não há força horizontal, a bola mantém a mesma velocidade horizontal do barco no instante da soltura. Para um observador no barco, isso faz com que o movimento aparente da bola seja apenas vertical para baixo, caindo ao longo do mastro.
Como não há força horizontal, a bola mantém a mesma velocidade horizontal do barco no instante da soltura. Para um observador no barco, isso faz com que o movimento aparente da bola seja apenas vertical para baixo, caindo ao longo do mastro.
Passo 4
Portanto, você verá a bola cair ao longo do mastro e chegar à base dele, sem se deslocar para trás ou para frente em relação ao barco.
Resposta
Princípio da inércia: um corpo conserva seu estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme na ausência de forças resultantes externas. Princípio da ação e reação: a toda força exercida por um corpo A sobre B corresponde uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto exercida por B sobre A. Na situação do barco, ao soltar a bola, ela mantém a velocidade horizontal do barco, caindo verticalmente ao longo do mastro e atingindo sua base.