Por que quando pulamos de um ônibus em movimento temos que continuar correndo ao lado do mesmo até podermos parar em segurança?

Passo 1

O enunciado pergunta por que, ao pularmos de um ônibus que se move com velocidade constante, não podemos simplesmente ficar parados em relação ao solo: em vez disso, precisamos continuar correndo ao lado do ônibus até reduzir nossa velocidade de modo seguro. O conteúdo aqui é Mecânica (Newton) e Atrito; vamos usar o conceito de inércia (Primeira Lei de Newton) e o limite de desaceleração imposto pelo atrito estático entre o calçado e o chão.

Passo 2

Quando estamos dentro do ônibus correndo a mesma velocidade do veículo, nosso corpo possui velocidade inicial em relação ao solo igual à do ônibus, digamos ,v0. Ao pularmos, devido à inércia, continuamos imediatamente com essa velocidade ,v0 em relação ao solo.

Passo 3

Para diminuir essa velocidade de ,v0 até zero, precisamos de uma força de frenagem horizontal fornecida pelo atrito estático entre nosso calçado e o chão. O módulo máximo dessa força é
Fatrito,,max = mus,m,g,
onde mus é o coeficiente de atrito estático, m é nossa massa e g é a aceleração da gravidade.

Passo 4

Essa força produz uma desaceleração máxima
amax = Fatrito,,maxm = mus,g
Para parar completamente em tempo De<a t ou distância De<a x, a desaceleração exigida seria
areq = v0De<a t ou areq = v0^22,De<a x

Passo 5

Se, ao saltar, tentássemos parar abruptamente (isto é, De<a t muito pequeno ou De<a x muito curto), a desaceleração exigida areq superaria amax=mus g. Como o atrito não é suficiente, nossos pés deslizam para trás e perdemos o equilíbrio. Correndo ao lado do ônibus, mantemos uma velocidade próxima a ,v0 e, ao mesmo tempo, aumentamos o tempo/distância até a parada completa, fazendo com que areq<= amax e evitando o deslizamento.

Resposta

Continuamos correndo para que a desaceleração exigida seja menor ou igual à desaceleração máxima imposta pelo atrito estático ( mus g), evitando assim que nossos pés escorreguem e permitindo uma parada controlada.

Exercícios relacionados