O estudo dos movimentos está fundamentado nas três leis de Newton. Sobre movimentos e as leis de Newton, analise as afirmações abaixo:
I. O princípio da inércia é válido somente quando a força resultante sobre um corpo é nula.
II. Duplicando o valor da força resultante aplicada sobre um objeto, a aceleração experimentada pelo objeto também será duplicada.
III. Forças de ação e reação nunca se anulam, pois atuam sempre em corpos distintos.
IV. Um avião voando em linha reta com velocidade constante está em equilíbrio dinâmico.
Considerando as leis de Newton, quais estão corretas?
A) I, III e IV, apenas
B) II, III e IV, apenas
C) II e IV, apenas
D) I, II e IV, apenas
E) I ell, apenas

Passo 1

O enunciado dá quatro afirmações sobre movimentos e as leis de Newton e pede que eu indique quais estão corretas. As afirmações são:
I. O princípio da inércia é válido somente quando a força resultante sobre um corpo é nula.
II. Duplicando o valor da força resultante aplicada sobre um objeto, a aceleração experimentada pelo objeto também será duplicada.
III. Forças de ação e reação nunca se anulam, pois atuam sempre em corpos distintos.
IV. Um avião voando em linha reta com velocidade constante está em equilíbrio dinâmico.
O que preciso fazer: analisar cada uma das quatro afirmações, decidir se cada uma é verdadeira ou falsa segundo as leis de Newton, e então escolher a alternativa que contém as afirmações corretas.

Passo 2

Analisando a afirmação I com calma. Primeiro vamos lembrar o que diz o princípio da inércia (forma verbalizada): se a força resultante sobre um corpo é nula, então o corpo mantém seu estado de movimento — ou seja, permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Em termos de forças, a condição de “força resultante nula” é escrita como
\sum \vec{F} = \vec{0}.
Observação importante: o princípio da inércia é uma lei que relaciona uma condição (força resultante nula) a uma consequência (velocidade constante). A frase da afirmação I diz “é válido somente quando…”, que dá a entender que a lei só existe/aplica-se apenas nos casos em que a força resultante é nula. Isso é uma leitura equivocada: a lei não é “válida só nesses casos”, ela é um enunciado geral que nos diz o que acontece quando a força resultante é nula. Além disso há outro ponto prático: o princípio vale numa referência inercial (ou seja, em referenciais que não estejam acelerando). Conclusão: a afirmação I, tal como está escrita, é falsa porque mistura condição com validade do princípio — o princípio não é “só válido” em situações com \sum \vec{F}=\vec{0}; ele é precisamente o enunciado que descreve o que ocorre quando \sum \vec{F}=\vec{0}. Portanto I é falsa.

Passo 3

Agora a afirmação II. Vamos usar a segunda lei de Newton, que enuncia a relação entre força resultante, massa e aceleração:
\sum \vec{F} = m \vec{a},
onde \sum \vec{F} é a soma vetorial das forças sobre o corpo, m é a massa (assumimos massa constante) e \vec{a} é a aceleração. Essa equação mostra que, para massa m fixa, a aceleração é proporcional à força resultante:
\vec{a} = \frac{1}{m} \sum \vec{F}.
Logo, se eu duplicar a força resultante (mantendo a massa constante), a aceleração também duplica. Exemplo concreto e simples: se \sum \vec{F}=\vec{F}_0 produz \vec{a}_0, então com \sum \vec{F}=2\vec{F}_0 temos \vec{a}=2\vec{a}_0. Portanto a afirmação II é verdadeira.

Passo 4

Agora a afirmação III. Vamos lembrar a terceira lei de Newton: “para toda força de ação existe uma força de reação igual em módulo, oposta em direção e aplicada ao corpo que sofreu a ação”. Em fórmula qualitativa:
se o corpo A exerce sobre o corpo B uma força \vec{F}_{A\to B}, então o corpo B exerce sobre A a força
\vec{F}_{B\to A} = -\vec{F}_{A\to B}.
Ponto crucial: essas duas forças agem em corpos diferentes — uma sobre A, outra sobre B. Como cancelamento de forças (soma vetorial que dá zero) só acontece entre forças aplicadas ao mesmo corpo, as forças ação e reação não se anulam entre si porque não atuam no mesmo corpo. Exemplo: se eu empurro uma parede, a força que a parede exerce sobre mim não cancela a força que eu faço sobre a parede — elas atuam em objetos distintos. Portanto a afirmação III está correta.

Passo 5

Agora a afirmação IV. Definição: equilíbrio dinâmico é quando um corpo tem velocidade constante (pode ser diferente de zero) — isto é, não há aceleração — portanto a resultante das forças é nula. Em notação:
velocidade constante \Rightarrow \vec{a}=\vec{0} \Rightarrow \sum \vec{F}=\vec{0}.
Um avião voando em linha reta com velocidade constante tem aceleração nula (não muda velocidade nem direção), logo as forças que atuam sobre ele (sustentação, peso, arrasto, empuxo, etc.) se equilibram de modo que a resultante seja nula. Essa condição é exatamente equilíbrio dinâmico. Então a afirmação IV é verdadeira.

Passo 6

Resumo das conclusões:
  • I: falsa.
  • II: verdadeira.
  • III: verdadeira.
  • IV: verdadeira.
Agora escolho a alternativa que contém exatamente II, III e IV: isso é a alternativa B.

Resposta

B) II, III e IV, apenas

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