Q4.4 Quando você voa de avião em uma noite com ar calmo, não tem a sensação de estar em movimento, embora o avião possa estar se deslocando a
. Como você explica isso? Q4.5 Quando as duas extremidades de uma corda são puxadas com forças de mesmo módulo, mas sentidos contrários, por que a tensão total na corda não é igual a zero?
Passo 1
Beleza, a questão traz dois probleminhas de mecânica clássica:
Q4.4 fala de por que, num avião que voa liso e sem turbulência a ≈800 km/h, você não sente que está “voando” – é um lance de inércia e referencial.
Q4.5 pergunta da tensão numa corda: se você puxa dos dois lados com a mesma força, por que a “tensão total” não some e vira zero? Aqui entra a ideia de força interna e leis de Newton.
Para resolver vamos precisar lembrar:
Q4.4 fala de por que, num avião que voa liso e sem turbulência a ≈800 km/h, você não sente que está “voando” – é um lance de inércia e referencial.
Q4.5 pergunta da tensão numa corda: se você puxa dos dois lados com a mesma força, por que a “tensão total” não some e vira zero? Aqui entra a ideia de força interna e leis de Newton.
Para resolver vamos precisar lembrar:
- Primeira lei de Newton (inércia) e sistemas de referência em movimento uniforme.
- Conceito de tensão (força de tração) e equilíbrio estático (∑F=0 ⇒ a=0).
Passo 2
Resolvendo Q4.4 – sensação de movimento no avião
- Teoria da inércia (1ª lei de Newton): se a resultante das forças em você é zero, você mantém seu estado de movimento – aqui significa velocidade constante e retilínea.
- Num vôo suave sem turbulência, avião e passageiro partilham exatamente a mesma velocidade e não há acelerações “para frente” ou “para trás”. Logo, dentro da cabine, todas as coisas (passageiros, café na xícara, ar, poltronas…) estão em repouso relativo entre si.
- Como você só sente acelerações (mudanças de velocidade) e percebe movimento comparando-se a algo externo (árvores, postes, som do vento etc.), num céu escuro e sem vento você não tem referência e não sente nada.
Em termos de força:
∑F = 0 ⇒ a = 0
Você e o avião viajam na mesma “velocidade constante” sem puxões internos – por isso não dá pra “sentir” 800 km/h.
Passo 3
Resolvendo Q4.5 – tensão numa corda com forças opostas
- Imagine uma corda presa numa parede de um lado e você puxando do outro com força F. A corda fica em equilíbrio, e a tensão em cada ponto vale T=F.
- Agora puxe as duas extremidades com a mesma força F, em sentidos opostos. Cada extremidade “sofre” uma força de tração de magnitude F, mas essas forças atuam em partes diferentes da corda:
– Na extremidade A a força puxa para a direita com F.
– Na extremidade B a força puxa para a esquerda com F. - Se você considerar um pedacinho de corda qualquer, as forças que atuam nele são: T para um lado e T para o outro. Como estão em sentidos opostos e mesmo módulo, ∑F= T – T = 0 ⇒ a = 0 (equilíbrio).
- Mas atenção: a tensão T não some – o que some é a resultante sobre cada “pedacinho” porque as forças se cancelam em soma vetorial. A TENSÃO é justamente esse módulo F que “puxa” de cada lado.
Em símbolos, para uma seção da corda:
∑F = T – T = 0 ⇒ T = F ≠ 0
∑F = T – T = 0 ⇒ T = F ≠ 0
Resposta
Q4.4 Você não sente 800 km/h porque num movimento retilíneo e uniforme sem referências externas e sem acelerações a cabine e você formam um só sistema em repouso relativo – a inércia faz você não “sentir” essa velocidade.
Q4.5 A tensão na corda continua valendo F (não zero) porque ela é a força interna que cada pedaço da corda exerce no outro. As duas forças de módulo F se cancelam na soma vetorial (∑F=0 ⇒ equilíbrio), mas o valor da tensão T = F permanece diferente de zero.
Q4.5 A tensão na corda continua valendo F (não zero) porque ela é a força interna que cada pedaço da corda exerce no outro. As duas forças de módulo F se cancelam na soma vetorial (∑F=0 ⇒ equilíbrio), mas o valor da tensão T = F permanece diferente de zero.