1-Pedro encontra-se firmemente apoiado sobre um solo áspero e está levantando uma caixa que sobe verticalmente em movimento uniforme. Pergunta-se:
a) essa caixa encontra-se em equilíbrio ?
b) a tração que Pedro exerce sobre a corda é maior ou menor que o peso da caixa ?
02 - O conceito de equilíbrio é fundamental para a Física. Aristóteles
achava que o estado natural dos corpos, quando livre da ação de
puxões ou empurrões, era o estado do repouso. Quase 2000
anos depois, Galileu chega o conceito de inércia. Newton nasce
do ano da morte de Galileu e, “apoiado sobre ombros de gigantes”,
generaliza o conceito de inércia e sintetiza todo o pensamento
moderno sobre o conceito de força nas chamadas 3 Leis de
Newton do movimento. Ao contrário do que pensava Aristóteles, o
estado natural de um corpo (ou seja, quando ele está livre da ação
de forças) é o estado , de Equilíbrio. Assinale quais das situações
a seguir caracterizam corpos ou sistemas em equilíbrio:
a) um corpo em repouso permanente sobre uma rampa inclinada;
b) um corpo descendo um plano inclinado com velocidade
constante v = 2 m/s;
c) um corpo em queda livre na lua, onde g = 1,6 m/s2 ;
d) uma bóia de isopor flutuando imóvel na superfície de uma
piscina sem ondas;
e) a lua girando em torno da Terra em movimento circular
uniforme;
f) as pessoas no interior de um elevador que desce com
velocidade constante;
g) as pessoas no interior de um carro, usando cinto de segurança,
durante uma curva;
h) um pêndulo de um relógio, no momento em que ele pára de se
mover a fim de inverter o sentido do seu movimento;
i) uma pedra que foi lançada verticalmente para cima, no instante
em que ela atinge a sua altura máxima;
j) qualquer corpo se movendo em trajetória curvilínea;
k) qualquer corpo se movendo com velocidade escalar constante;
l) Qualquer corpo em movimento uniforme;
m) Qualquer corpo em movimento retilíneo;
n) Qualquer corpo se movendo em MRU;
o) Um pára-quedistas caindo em MRU, devido à ação do páraquedas;
Soluções para a tarefa
A caixa puxada por Pedro está em equilíbrio, pois ele exerce tração igual ao Peso da caixa.
1 - a) É simples, a caixa está realizando movimento uniforme, logo sua velocidade é constate. Portanto, está em equilíbrio.
b) Para a caixa estar em equilíbrio a força exercida por Pedro deve ser igual ao Peso da caixa.
2 - Vamos analisar cada uma das alternativas:
a) Todo corpo em repouso está em equilíbrio.
b) Todo corpo realizando movimento uniforme também está em equilíbrio.
c) Na queda livre há a ação da força da gravidade "puxando" o corpo para o solo, logo ele não está em equilíbrio.
d) Corpos parados em líquidos tem o Empuxo igual à sua Força Peso, logo estão em equilíbrio.
e) A Lua está em equilíbrio, caso contrário ela sairia da órbita em linha reta.
f) Novamente, se há velocidade constante temos um movimento uniforme, portanto elas estão em equilíbrio.
g) O cinto de segurança serve justamente para deixar as pessoas fixas nos assentos, anulando assim a força centrípeta da curva, deste modo há equilíbrio.
h) Nesse exato instante o pêndulo para no ar, logo está em equilíbrio.
i) Assim como o pêndulo, na altura máxima a pedra "para" no ar, portanto também está em equilíbrio.
j) Enquanto estiver na trajetória circular o corpo estará em equilíbrio, pois haverá força centrípeta anulada pela força centrífuga.
k) Conforme já vimos, velocidade constante é sinônimo de corpo em equilíbrio.
l) Como velocidade constante = movimento uniforme, então sim, o corpo estará em equilíbrio.
m) Como não temos como saber se o corpo está acelerado ou não então ele não estará em equilíbrio, a priori.
n) MRU significa movimento retilíneo uniforme, que é o mesmo caso da letra l), ou seja, está em equilíbrio.
o) Novamente, se está em MRU então está em equilíbrio.
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