um menino está andando de bicicleta em um parque público, como a bicicleta pode ser classificada, ponto material ou corpo extenso? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pergunta se a bicicleta, quando o menino anda de bike no parque, deve ser tratada como ponto material ou como corpo extenso. Isso é parte de Mecânica Clássica – especificamente, a definição de corpos na modelagem de movimento. Para resolver, a gente vai precisar lembrar o que é ponto material e o que é corpo extenso e depois aplicar isso ao caso da bicicleta.
Passo 2
Definindo “ponto material”:
– Ponto material é um corpo cuja dimensão espacial a gente considera desprezível em comparação com o movimento que ele faz.
– Em geral, dizemos que um objeto é ponto material quando só nos interessa a posição do seu centro de massa e não importa como sua massa está distribuída internamente.
– Ponto material é um corpo cuja dimensão espacial a gente considera desprezível em comparação com o movimento que ele faz.
– Em geral, dizemos que um objeto é ponto material quando só nos interessa a posição do seu centro de massa e não importa como sua massa está distribuída internamente.
Passo 3
Definindo “corpo extenso”:
– Corpo extenso é o oposto: suas dimensões (comprimento, altura, largura) e a distribuição de massa importam para descrever o movimento.
– Nesses casos, não basta saber onde está o centro de massa; precisamos considerar rotação, torques, momento de inércia etc.
– Matematicamente, o centro de massa de um corpo extenso de massa total
se calcula por
– Corpo extenso é o oposto: suas dimensões (comprimento, altura, largura) e a distribuição de massa importam para descrever o movimento.
– Nesses casos, não basta saber onde está o centro de massa; precisamos considerar rotação, torques, momento de inércia etc.
– Matematicamente, o centro de massa
mas a gente escolhe ou não tratar desse integral conforme o problema.
Passo 4
Aplicando ao caso da bicicleta:
- A bicicleta tem tamanho significativo (rodas, quadro, guidão etc.), não é desprezível frente ao parque.
- Quando o menino pedala, além de deslizar, a bicicleta rotaciona (rodas giram).
- A massa está espalhada em várias partes: rodas, quadro, guidão. Se você quisesse estudar torques ou o giro das rodas, teria que levar em conta o momento de inércia.
Logo, a gente não pode resumir tudo a um pontinho que só se desloca. É bem o caso clássico de corpo extenso.
Resposta
A bicicleta deve ser classificada como corpo extenso, pois suas dimensões e a distribuição de massa são importantes (por exemplo, para analisar a rotação das rodas e o momento de inércia), logo não podemos tratá-la como ponto material.