Enunciado

Você está andando em direção ao norte, e na sua mão esquerda você está carregando uma mala que contém uma roda massiva girante, montada sobre um eixo preso às partes anterior e posterior da maleta. A velocidade angular do giroscópio aponta para o norte. Agora, você começa a se virar para caminhar para o leste. Em consequência, a parte anterior da maleta (a) resistirá à sua tentativa de virá-la e tentará manter sua orientação original, (b) resistirá à sua tentaiva de virá-la e puxará para o oeste, (c) irá levantar-se, (d) irá inclinar-se para baixo, (e) não apresentará nenhum efeito.

Passo 1

Vamos lembrar da seguinte relação:

τ → = Δ L → Δ t

Ou seja, o vetor do torque é paralelo à variação do vetor momento angular. No instante e, que você começa a girar para mudar L → de norte para leste, o vetor Δ L → aponta para o leste.

Passo 2

Portanto, τ → também aponta para o leste, então em que direção aponta a força que produz um torque como esse?

τ → = r → × F →

Onde r → é um vetor posição que sai do centro de roda e vai até o ponto de aplicação da força F → . O desenho a seguir é uma visão de cima da cabeça da pessoa que carrega a maleta:

O mesmo resultado seria obtido se invertêssemos os sinais de F → e r → , mas é mais coerente pensar que a força exercida pela pessoa sobre a maleta é para cima.

Passo 3

Então até aqui sabemos que você precisa exercer uma força F → apontando para cima sobre a maleta, consequentemente, a maleta irá exercer uma força de mesmo módulo apontando para baixo sobre você.

E portanto a maleta irá inclinar-se para baixo.

Resposta

Letra (d).

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