Um passageiro no interior de um ônibus sem janelas que está em movimento e observa que uma bola que estava em repouso no meio do ônibus começa a se mover para a traseira. Imagine dois modos diferentes de explicar o que ocorreu e descubra um método para decidir qual dos dois está correto.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o enunciado e ver o que cai nessa questão:
Um cara dentro de um ônibus em movimento (sem janelas pra ele ver o mundo lá fora) tinha uma bolinha parada no meio do ônibus e, de repente, ela sai rolando para trás. A matéria aqui é: referenciais inerciais vs. não-inerciais e como usar forças “fictícias” (ou não) pra explicar o movimento.
O que vamos precisar:
Um cara dentro de um ônibus em movimento (sem janelas pra ele ver o mundo lá fora) tinha uma bolinha parada no meio do ônibus e, de repente, ela sai rolando para trás. A matéria aqui é: referenciais inerciais vs. não-inerciais e como usar forças “fictícias” (ou não) pra explicar o movimento.
O que vamos precisar:
- Entender o que é referencial inercial (onde a 1ª lei de Newton vale sem gambiarras).
- Entender referencial não-inercial (quando o busão acelera ou desacelera, a gente precisa inventar uma força extra pra usar a 2ª lei).
- Saber formular essa tal força fictícia:
.
Passo 2
Primeiro modo de explicar (referencial inercial, tipo o chão lá fora):
O ônibus estava desacelerando (freou um pouco), mas a bolinha, de acordo com a inércia dela (1ª Lei de Newton), queria continuar com a velocidade original. Como o chão do ônibus diminuiu a velocidade e a bolinha não, ela passa “para trás” relativo ao ônibus.
Do ponto de vista do solo, a bola até ficou praticamente parada, mas o ônibus correu pra frente “por baixo dela”.
O ônibus estava desacelerando (freou um pouco), mas a bolinha, de acordo com a inércia dela (1ª Lei de Newton), queria continuar com a velocidade original. Como o chão do ônibus diminuiu a velocidade e a bolinha não, ela passa “para trás” relativo ao ônibus.
Do ponto de vista do solo, a bola até ficou praticamente parada, mas o ônibus correu pra frente “por baixo dela”.
Passo 3
Segundo modo de explicar (referencial não-inercial, do ponto de vista de quem está dentro do ônibus):
A pessoa dentro do ônibus acha que está parada, então aplica-se a 2ª Lei de Newton com uma força extra (fictícia). Essa força fictícia empurra a bolinha pra trás e faz ela acelerar segundo
A pessoa dentro do ônibus acha que está parada, então aplica-se a 2ª Lei de Newton com uma força extra (fictícia). Essa força fictícia empurra a bolinha pra trás e faz ela acelerar segundo
Ou seja, do interior, a gente “inventa”
pra explicar por que a bola vai pra trás sem ficar chamando freada lá fora.
Passo 4
Como decidir qual explicação é a “real”?
A gente precisa descobrir se o ônibus está realmente desacelerando (referencial inercial) ou se não há desaceleração externa nenhuma (só a tal força misteriosa). Um jeito prático:
Coloca um acelerômetro (ou até pega o próprio corpo e sente se leva um tranco pra frente). Se o sensor acusar uma aceleração (ou você sentir a pancada pra frente), é porque o ônibus efetivamente mudou de velocidade. Então a explicação verdadeira é a do referencial inercial (o ônibus freou e a bola seguiu a inércia).
Se o acelerômetro marcasse zero e você NÃO sentisse nada, aí teria que apelar pra alguma força interna cabulosa, mas isso não rola na situação descrita.
A gente precisa descobrir se o ônibus está realmente desacelerando (referencial inercial) ou se não há desaceleração externa nenhuma (só a tal força misteriosa). Um jeito prático:
Coloca um acelerômetro (ou até pega o próprio corpo e sente se leva um tranco pra frente). Se o sensor acusar uma aceleração
Se o acelerômetro marcasse zero e você NÃO sentisse nada, aí teria que apelar pra alguma força interna cabulosa, mas isso não rola na situação descrita.
Resposta
O ônibus está desacelerando, e a bolinha, por inércia, fica “para trás” no referencial do chão (inercial). No referencial do ônibus (não-inercial) a gente introduz a força fictícia
.
Método de decisão: usar um acelerômetro (ou perceber o tranco pra frente) para confirmar que , validando a explicação inercial.
Método de decisão: usar um acelerômetro (ou perceber o tranco pra frente) para confirmar que