Enunciado

Você está sentado em sua cadeira de escritório, com rodinhas, em frente à sua escrivaninha. Considere desprezíveis as forças de atrito entre a cadeira e o chão. No entanto, as forças de atrito entre a cadeira e a escrivaninha são desprezíveis. Quando sentado em repouso, você resolve buscar mais uma xícara de café. Você empurra horizontalmente a escrivaninha e a cadeira rola para trás. (a) Desenhe o seu próprio diagrama de corpo livre enquanto empurra, indicando claramente qual é a força responsável por sua aceleração. (b) Qual é a reação à força que provoca sua aceleração? (c) Desenhe o diagrama de corpo livre da escrivaninha e explique por que ela não acelera. Isto viola a terceira lei de Newton? Explique.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar cada item passo a passo.

O diagrama de corpo livre da pessoa enquanto empurra está identificado na figura abaixo:

Onde:

  • F n = Força normal exercida pelo chão.
  • F g = Força gravitacional exercida pela Terra.
  • F m e s a = Força exercida pela mesa.
  • Quando a pessoa empurra com suas mãos contra a mesa, a mesa empurra de volta as suas mãos com uma força de igual magnitude, mas na direção oposta. Esta força que acelera a pessoa para trás.

    Passo 2

    O item (b) nos pergunta qual é a reação à força que provoca sua aceleração.

    Como já foi discutido no item anterior, a força de reação que provoca essa aceleração é a força que a pessoa exerce sobre a mesa.

    Passo 3

    Para o item (c) temos que o diagrama de corpo livre da escrivaninha é dado por:

    Onde:

  • F n = Força normal.
  • F g = Força gravitacional.
  • F c = Força provocada pelo chão.
  • F p = Força provocada pela pessoa.

Quando a pessoa empurrou a mesa, ela não aplicou força suficiente para superar o atrito entre a mesa e o chão. As forças aplicadas sobre a mesa se cancelam vetorialmente, por isso a mesa não acelera.

A Terceira lei de Newton ainda é respeitada, só temos que a força resultante sobre a mesa é nula, e por isso ela não acelera.

É importante salientar que, as forças representadas no diagrama, apesar de terem igual magnitude e sentidos opostos, não são pares da terceira lei de Newton.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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