Física Teórica Experimental - Mecânica
O centro de gravidade é um ponto teórico onde toda a massa de um objeto pode ser considerada concentrada, e é importante porque é o ponto onde a força da gravidade pode ser considerada aplicada em um objeto. Com relação a esse tema, analise as seguintes asserções:
I. O centro de gravidade está sempre no centro geométrico do corpo.
PORQUE
II. O centro de gravidade deve estar localizado dentro de um corpo.
Analisando as asserções realizadas acima, assinale a opção que representa a correta razão entre elas.
A A asserção I está correta e a asserção II é uma justificativa da asserção I.
B A asserção I está correta e a asserção II está correta, mas não é uma justificativa da asserção I.
C A asserção I está correta e a asserção II está incorreta.

Passo 1

O enunciado fala sobre o centro de gravidade (que em campo uniforme coincide com o centro de massa) e apresenta duas asserções:
  1. “O centro de gravidade está sempre no centro geométrico do corpo.”
  2. “O centro de gravidade deve estar localizado dentro de um corpo.”
    O conteúdo aqui é massa e centro de massa, e vamos usar exemplos de distribuição para verificar a validade dessas afirmações.

Passo 2

Vamos examinar a asserção I: “O centro de gravidade está sempre no centro geométrico do corpo.”
Se o corpo for homogêneo e de forma simétrica (por exemplo, um disco, uma esfera ou um cubo uniformes), então de fato o centro de massa (e, num campo uniforme, o centro de gravidade) coincide com o centro geométrico.
Mas se o corpo tiver distribuição de massa não uniforme ou forma com cavidades (como um anel), o centro de massa não coincide com o centro geométrico do material:
  • No caso de um anel fino homogêneo, o centro geométrico do material é o próprio anel, mas o centro de massa fica no ponto central vazio.
    Portanto, a asserção I é falsa, pois o centro de gravidade só fica no centro geométrico quando há homogeneidade e simetria que garantam isso.

Passo 3

Agora a asserção II: “O centro de gravidade deve estar localizado dentro de um corpo.”
Para corpos convexos e com massa distribuída internamente, o centro de massa está na região ocupada pelo corpo. Mas existem vários exemplos onde o centro de massa (logo, o centro de gravidade em campo uniforme) cai fora do material:
  • Um arco de círculo homogêneo tem seu centro de massa fora do próprio arco.
  • Um “U” metálico homogêneo tem o centro de massa no espaço interno, fora da parte metálica.
    Assim, a asserção II também é falsa: não há obrigação de o centro de gravidade ficar no interior do material.

Resposta

Não existe alternativa correta entre A, B e C, pois ambas asserções I e II estão incorretas.

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