No esporte da natação, estilo nado livre, um nadador dá uma braçada para acelerar para frente. De acordo com a 3{ }^{\text {a }} Lei de Newton, é correto afirmar que:
O movimento para a frente é resultado da diminuição da resistência (atrito) da água ao
◯ movimento do nadador, permitindo que a força muscular aplicada por ele se torne mais eficiente na propulsão.
O nadador acelera porque a força de empuxo exercida pela água sobre seu corpo
◯ supera temporariamente a força peso, gerando uma resultante que o impulsiona horizontalmente para a frente.
A aceleração do nadador ocorre devido ao princípio de ação e reação: ele exerce uma
◯ força sobre a água empurrando-a para trás, e a água, como reação, exerce uma força de igual intensidade sobre ele, impulsionando-o para a frente.
A aceleração é causada pela diferença de pressão criada pelo movimento dos braços:
◯ alta pressão atrás das mãos e baixa pressão à frente, gerando uma força resultante que puxa o nadador na direção do movimento.
A aceleração do nadador acontece porque a
◯ força de ação, aplicada na braçada, cancela as forças de reação da água.

Passo 1

Vou esclarecer o que o enunciado pede e listar as opções (sem resolver ainda). O enunciado apresenta cinco afirmações sobre por que um nadador acelera ao dar uma braçada e pede para identificar qual delas é correta. As afirmações são:
  • A1: O movimento para a frente é resultado da diminuição da resistência (atrito) da água ao movimento do nadador, permitindo que a força muscular aplicada por ele se torne mais eficiente na propulsão.
  • A2: O nadador acelera porque a força de empuxo exercida pela água sobre seu corpo supera temporariamente a força peso, gerando uma resultante que o impulsiona horizontalmente para a frente.
  • A3: A aceleração do nadador ocorre devido ao princípio de ação e reação: ele exerce uma força sobre a água empurrando-a para trás, e a água, como reação, exerce uma força de igual intensidade sobre ele, impulsionando-o para a frente.
  • A4: A aceleração é causada pela diferença de pressão criada pelo movimento dos braços: alta pressão atrás das mãos e baixa pressão à frente, gerando uma força resultante que puxa o nadador na direção do movimento.
  • A5: A aceleração do nadador acontece porque a força de ação, aplicada na braçada, cancela as forças de reação da água.
O objetivo daqui para frente é analisar cada afirmação, explicar os conceitos físicos necessários passo a passo, e identificar qual afirmação é correta.

Passo 2

Lá vem a lei importante — vou explicar de forma bem direta e com calma:
  • A terceira lei de Newton (lei da ação e reação) diz que quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, então B exerce sobre A uma força de mesma intensidade e direção oposta. Em símbolos:
\vec{F}_{A\to B} = -\,\vec{F}_{B\to A}.
Isto significa que forças sempre aparecem em pares: ação e reação. Essa lei não diz que forças se cancelam no mesmo corpo, mas que a força que um corpo aplica em outro tem um “espelho” igual e oposto aplicado sobre o primeiro.
  • A segunda lei de Newton relaciona força resultante com aceleração de um corpo:
\vec{F}_{\text{res}} = m\,\vec{a},
onde m é a massa do corpo e \vec{a} sua aceleração. Para um nadador acelerar para frente, é necessário que haja uma força resultante horizontal para frente sobre o corpo do nadador.
Agora com essas duas ideias (pares de forças e força resultante produzindo aceleração) a gente vai analisar as opções.

Passo 3

Analisando A3 (ação e reação entre nadador e água) com detalhe didático:
  • Quando o nadador faz a braçada, a mão/aparelho corporal empurra água para trás. Chamemos de \vec{F}_{\text{mão}\to\text{água}}ãá essa força para trás.
  • Pela terceira lei, a água exerce na mão/ corpo uma força igual e oposta:
\vec{F}_{\text{água}\to\text{mão}} = -\,\vec{F}_{\text{mão}\to\text{água}}.áããá
Essa força da água sobre o nadador aponta para frente e é aplicada diretamente ao corpo do nadador; é ela que aparece como parte da força resultante horizontal sobre o nadador.
  • Se a soma das forças horizontais sobre o nadador for para frente (ou seja, se essa força da água superar outras forças horizontais), então por \vec{F}_{\text{res}} = m\vec{a} o nadador acelera para frente.
Conclusão parcial: o mecanismo descrito em A3 está de acordo com a física elementar das forças e com a maneira como impulso é gerado na água: empurre água para trás; a água empurra você para frente.

Passo 4

Agora vou examinar por que as outras afirmações estão incorretas ou incompletas, detalhadamente e sem jargões:
  • Sobre A1 (diminuição do atrito/ resist. tornando a força muscular mais eficiente):
    • A resistência (arrasto) da água age sempre e tende a se opor ao movimento. Reduzir resistência ajuda manter velocidade, mas a aceleração instantânea durante a braçada não vem primariamente de “diminuir atrito” naquele instante — vem de exercer uma força para frente via interação com a água. Ou seja, atrito/resistência não é a causa ativa da aceleração para frente; é um efeito que tende a reduzir a velocidade. Portanto A1 não explica corretamente a causa da aceleração imediata ao dar a braçada.
  • Sobre A2 (empuxo supera o peso gerando resultante horizontal):
    • O empuxo (força de Arquimedes) é uma força vertical para cima que depende do volume de fluido deslocado; a força peso é vertical para baixo. Essas duas forças agem na direção vertical. Mesmo que haja uma pequena variação vertical durante o movimento, o empuxo não gera uma força horizontal significativa que impulsione o nadador para frente. Logo, A2 confunde direções: empuxo e peso não são a fonte da propulsão horizontal. Portanto A2 está errada.
  • Sobre A4 (diferença de pressão alta atrás / baixa à frente tipo efeito avião):
    • Diferenças de pressão podem, em princípio, gerar forças horizontais (por exemplo em asas ou nadadeiras bem modeladas), e fluidodinâmica avançada (Bernoulli, aceleração do fluido) é relevante para nado eficiente. No entanto, reduzir tudo a “alta pressão atrás das mãos e baixa pressão à frente” é simplista e não captura o mecanismo primordial: a mão acelera o fluido para trás (empurra um volume de água), e pela terceira lei o nadador recebe a força para frente. Em termos práticos de prova básica, a explicação de ação-reação (empurrar a água para trás → reação para frente) é a correta e suficiente. Ademais, afirmar que a aceleração é causada exclusivamente por diferença de pressão é ambíguo e, no nível elementar, incorreto como explicação primária. Portanto A4 não é a melhor opção.
  • Sobre A5 (a força de ação cancela forças de reação da água):
    • Essa afirmação mostra um equívoco comum: ação e reação atuam em corpos diferentes, logo não se anulam entre si no mesmo corpo. Para o nadador, a força aplicada pela água sobre ele é a que causa aceleração; essa força não é anulada pela força que ele aplica na água, porque essas duas forças agem em corpos distintos (uma na água, outra no nadador). Se fossem no mesmo corpo, poderiam se cancelar, mas não é o caso. Portanto A5 está incorreta conceitualmente.

Passo 5

Resumo didático e reforço com exemplo simples (pra fixar e você ir para a prova confiante):
  • Pense em se empurrar contra uma parede: ao empurrar a parede, a parede empurra você de volta. Se a parede estiver livre para se mover (imagine uma canoa sem amarra), o empurrão troca momento entre você e a parede/canoa. No caso do nadador, a “parede” é a massa de água que é acelerada para trás. A mão transfere momento para a água (empurrando-a), e como reação a água transfere momento para o nadador, acelerando-o para frente.
  • Em linguagem de momento linear: ao empurrar um volume de água para trás, o nadador aumenta o momento para trás da água; pelo princípio de conservação do momento (conectado com as leis de Newton), o nadador ganha um momento para frente.

Passo 6

Conclusão da análise lógica: entre as cinco afirmações, apenas a que descreve explicitamente o mecanismo de ação e reação entre a mão do nadador e a água corresponde corretamente ao processo físico básico que gera a propulsão horizontal imediata durante a braçada. As demais opções confundem causa e efeito, trocam direções (vertical vs. horizontal) ou apresentam interpretações erradas sobre cancelamento de forças.

Resposta

A aceleração do nadador ocorre devido ao princípio de ação e reação: ele exerce uma força sobre a água empurrando-a para trás, e a água, como reação, exerce uma força de igual intensidade sobre ele, impulsionando-o para a frente.

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