Um objeto é lançado no espaço sideral, longe de qualquer influência gravitacional significativa ou resistência de fluidos. Se nenhuma força resultante atuar sobre ele após o lançamento, o objeto irá:
(A) Parar gradualmente devido à sua inércia.
(B) Descrever uma trajetória parabólica até encontrar um corpo celeste.
(C) Continuar se movendo em linha reta com velocidade constante indefinidamente.
(D) Entrar em movimento circular espontâneo.
(E) Perder massa até desaparecer.
(A) Parar gradualmente devido à sua inércia.
(B) Descrever uma trajetória parabólica até encontrar um corpo celeste.
(C) Continuar se movendo em linha reta com velocidade constante indefinidamente.
(D) Entrar em movimento circular espontâneo.
(E) Perder massa até desaparecer.
Passo 1
O enunciado diz que um objeto foi lançado no espaço, longe de influências gravitacionais relevantes e sem resistência de fluidos. Depois do lançamento, nenhuma força resultante atua sobre ele. O que se pede é escolher a alternativa correta entre:
(A) Parar gradualmente devido à sua inércia.
(B) Descrever uma trajetória parabólica até encontrar um corpo celeste.
(C) Continuar se movendo em linha reta com velocidade constante indefinidamente.
(D) Entrar em movimento circular espontâneo.
(E) Perder massa até desaparecer.
(A) Parar gradualmente devido à sua inércia.
(B) Descrever uma trajetória parabólica até encontrar um corpo celeste.
(C) Continuar se movendo em linha reta com velocidade constante indefinidamente.
(D) Entrar em movimento circular espontâneo.
(E) Perder massa até desaparecer.
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- O objeto está em região do espaço sem forças externas significativas (o enunciado diz explicitamente isso).
- Após o lançamento, a resultante das forças que atuam sobre o objeto é nula.
- Não há resistência de fluidos nem campos gravitacionais atuando de modo relevante.
Passo 2
Vamos usar uma relação física muito direta que conecta força e movimento. A lei que precisamos é
onde:
-
é a força resultante (vetor) que age sobre o corpo; -
é a massa do corpo (escala positiva); -
é a aceleração (vetor) do corpo, que mede a taxa de variação da velocidade.
Explicação didática: essa fórmula diz que a força resultante produz uma aceleração proporcional (quanto maior a força, maior a aceleração) e inversamente proporcional à massa. Se a força resultante for zero, isso tem consequência direta sobre a aceleração.
Passo 3
Aplicando ao caso do enunciado: como foi dito que a força resultante é nula, temos
. Substituindo na equação:
Como
, divide-se por
e obtemos
Agora lembre que aceleração é a derivada da velocidade em relação ao tempo:
Portanto
. Integrando no tempo,
ou seja, a velocidade é constante (vetor constante) ao longo do tempo.
Passo 4
Se a velocidade é um vetor constante
, a posição
varia linearmente no tempo. Podemos escrever
Essa é a equação de um movimento retilíneo uniforme: a trajetória é uma linha reta e a rapidez (magnitude da velocidade) permanece constante.
Didaticamente: velocidade constante significa que nem a magnitude nem a direção da velocidade mudam. Logo, o objeto segue em linha reta e com velocidade (e rapidez) constantes enquanto nenhuma força atuar.
Passo 5
Agora vamos eliminar as alternativas erradas, uma a uma, explicando por quê:
-
(A) “Parar gradualmente devido à sua inércia.” — falso. Inércia não faz o corpo parar; inércia faz o corpo manter seu estado de movimento. Para parar gradualmente seria necessária uma força oposta (por exemplo, atrito), que aqui foi excluída pelo enunciado (
). -
(B) “Descrever uma trajetória parabólica até encontrar um corpo celeste.” — falso no contexto dado. Trajetória parabólica aparece quando há uma aceleração constante (por exemplo, aceleração gravitacional próxima a um corpo massivo) e normalmente próximo a um planeta a aceleração não é nula. O enunciado diz que estamos longe de gravidade significativa e que não há força resultante, logo não há aceleração que gere uma parábola.
-
(D) “Entrar em movimento circular espontâneo.” — falso. Movimento circular exige uma força centrípeta dirigida ao centro do círculo; sem força resultante não há razão física para a velocidade mudar de direção e se curvar. Movimento circular não ocorre “sozinho”.
-
(E) “Perder massa até desaparecer.” — falso. Nada no enunciado indica perda de massa; massa não some sem um processo físico (combustão, sublimação, etc.), e o enunciado não menciona nada disso.
-
(C) “Continuar se movendo em linha reta com velocidade constante indefinidamente.” — consistente com os resultados dos passos anteriores: com
vem , então é constante e a trajetória é reta. Esta alternativa corresponde exatamente ao que as equações e a interpretação física indicam.
Passo 6
Resumo rápido e motivacional: a ideia-chave que cai muito em prova e confunde a galera é confundir “inércia” com “parar sozinho”. Inércia é teimosia do movimento — sem forças, o movimento continua como está. Então relaxa: o objeto não vai parar, nem virar círculo, nem sumir — vai continuar indo reto e constante. É simples, mas é uma das coisas mais importantes pra decorar.
Resposta
(C)