PROBLEMA 1.
Q4.12 Por que a Terra é considerada um sistema de referência inercial apenas aproximado?
Q4.12 Por que a Terra é considerada um sistema de referência inercial apenas aproximado?
Passo 1
O enunciado é da mecânica clássica e pede para entender por que a Terra não é um referencial perfeitamente inercial, mas apenas aproximadamente inercial. Vamos usar o conceito de referencial inercial (onde Newton I vale sem forças “fictícias”) e avaliar o movimento da Terra (rotação e translação) para ver suas acelerações.
Passo 2
Um referencial inercial é aquele que:
- Não se acelera nem se gira em relação a um referencial inercial “verdadeiro”.
- Em que as leis de Newton valem sem termos de força inercial (como força de Coriolis ou centrífuga).
Se o referencial roda ou tem aceleração linear, surgem pseudoforças.
Passo 3
A Terra gira em torno do próprio eixo com período
. A velocidade angular é
Um ponto no equador, a
, sofre aceleração centrípeta
Isso gera a força centrífuga aparente e também a força de Coriolis em qualquer corpo em movimento.
Passo 4
Além da rotação, a Terra transla em torno do Sol com período
. A velocidade angular é
e o raio da órbita
. A aceleração centrípeta orbital é
Passo 5
Comparando com a aceleração da gravidade
, vemos que
Esses valores são muito pequenos, então as pseudoforças na Terra são desprezíveis em quase todos os problemas de mecânica do dia a dia.
Resposta
A Terra não é um referencial inercial perfeito porque está girando em torno do próprio eixo e se deslocando em órbita ao redor do Sol, o que implica acelerações (centrípetas) e, portanto, exigiria a inclusão de forças inerciais como as de Coriolis e centrífuga. No entanto, como essas acelerações são muito pequenas comparadas a
, costuma-se tratar a Terra como um referencial inercial aproximado.