Enunciado

Uma criança está segurando um fio que está atado a um balão cheio de hélio. (a) A criança está parada em pé e subitamente acelera para a frente. Em um sistema de referência movendo-se juntamente com a criança, em qual direção o balão vai se inclinar, para a frente ou para trás? Explique. (b) A criança agora está sentada em um carro parado em um semáforo fechado. O balão cheio de hélio não está em contato com alguma parte do carro (bancos, teto etc.), mas continua preso ao fio, que por sua vez é segurado pela criança. Todas as janelas do carro estão fechadas. Quando o semáforo abre, o carro acelera para a frente. Em um sistema de referência movendo-se com o carro e a criança, em qual direção o balão vai se inclinar, para a frente ou para trás? Explique. (c) Compre ou peça emprestado um balão de hélio. Conduza um experimento científico para ver se as suas previsões nas partes (a) e (b) estão corretas. Se não, explique.

Passo 1

Nessa questão, queremos definir se o balão em qual direção o balão irá se inclinar se (a) uma criança acelerar segurando o balão por uma linha (b) um carro acelerar para frente com o balão dentro sem encostar em nada e preso apenas pelo fio.

Passo 2

(a) Podemos perceber que o balão irá reagir à aceleração, mas não devido a um “gradiente de pressão”. As forças direcionadas por x não estão em equilíbrio fazendo com que o balão se mova. Portanto, o balão irá se inclinar para traz devido a tração do fio.

Passo 3

(b) No carro o balão se inclinar muito pouco para traz, pois ele faz parte do sistema que está sendo acelerado.

Resposta

(a) Inclinar para traz.

(b) Inclinar muito pouco para traz.

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