domingo, 25 de agosto de 2013

Inércia Fail - Fenômeno da toalha, arremesso do cavalo e uma estante

INÉRCIA MESMO?


Em uma aula sobre inércia, alguns alunos me relataram sobre um vídeo que mostrava dois irmãos tentando fazer a famosa experiência da toalha. Para quem não sabe do que se trata, eis aqui um vídeo sobre a experiência.



Eis aqui o vídeo dos dois irmãos tentando fazer o mesmo:


Espero que os meninos não tenha se machucado muito!!!

Em muitas explicações encontradas na internet, vamos encontrar referência a 1ª lei de Newton ou lei da Inércia, cujo enunciado pode ser explicado mais ou menos assim: 
"Quando um corpo estiver em repouso (velocidade zero em relação a um referencial) ele tem a tendência de assim permanecer. Quando um corpo estiver em movimento ele tende a manter a velocidade constante (módulo, direção e sentido). "
Mas como assim tendência? É que os dois casos acima só são verdade na ausência de uma força resultante atuando sobre os corpos.

Mas e nos dois exemplos acima não há forças atuando? Não há forças resultantes atuando?

Há sim! O que faz com que a explicação para o que é visto nos vídeos não seja de fato explicado pela lei da Inércia.

Um exemplo do que eu estou falando é o caso do cavalo, muito bem explicado pelo professor Fernando Lang, do Instituto de Física da UFRGS.
Inércia Fail

  •  Um cavaleiro está correndo com um cavalo a uma boa velocidade...?




... o cavalo então para inesperadamente e o cara é arremessado para frente. Porque isso acontece e qual lei é usada?

Detalhes Adicionais "a inércia do cavalo era maior que a inércia do cavaleiro?"


Esta é uma questão polêmica, a começar pelo seu enunciado e depois pela resposta possivelmente pretendida pelo idealizador da pergunta. 

O enunciado é problemático pois "o cara é arremessado para frente" no sistema de referência do cavalo. Ou seja, no sistema de referência do cavalo, se o cavalo estancar rapidamente sua corrida em relação à Terra e o cavaleiro não estiver bem preso à sela, ele perderá o contato com a sela. IMPORTANTE: tal "arremesso para frente" somente ocorre em relação ao cavalo!

No sistema de referência da Terra a situação merece ser analisada com cuidado. Dado que o cavaleiro está vinculado, seja por atrito, seja por se prender com as mãos à sela, ele sofrerá uma força por parte do sistema cavalo sela em sentido oposto ao da velocidade do cavaleiro, no sistema de referência da Terra, no momento que se inicia o estancamento do cavalo. Tal força reduzirá a velocidade do cavaleiro mas a redução será menor do que a redução da velocidade do cavalo, levando a que o cavaleiro possa até perder o contato com a sela e o cavalo (conforme sugere a questão quando fala em arremesso).

Portanto, de fato a resposta a esta questão é mmmmuuuiiiitttoooo mais complexa do que parece à primeira vista e, rigorosamente está relacionada à SEGUNDA LEI DE NEWTON e não à Primeira Lei de Newton (PLN). A PLN trata da situação na qual, em um sistema de referência inercial, a soma de todas as forças sobre o corpo é nula; neste caso o corpo continua com velocidade constante. Obviamente o cavaleiro NÃO continuará com velocidade constante, seja porque enquanto está em contato com a sela sofre forças realizadas pela sela e pela Terra ou, depois, quando perde o contato com a sela, continua sofrendo força por parte da Terra e também do ar através do qual ele se movimenta.

Quanto ao detalhe adicional "a inércia do cavalo era maior que a inércia do cavaleiro?", ele é completamente irrelevante para a resposta mas a resposta a ele é que muito possivelmente a inércia do cavaleiro (massa do cavaleiro) é menor do que a inércia do cavalo (massa do cavalo).

Ou seja, a resposta a esta questão NÃO É a resposta simplória, tantas vezes encontradas em livros texto de Física, aliás, já enunciada por alguns respondentes da questão: Primeira Lei de Newton.

Com base na explicação do professor Lang, você se arriscaria a explicar os vídeos das toalhas? Escreva nos comentários.

Clique aqui para conhecer o Centro de referência para o ensino de Física, onde Professor Lang responde de maneira MUITO interessante a perguntas realizadas pelo Yahoo Respostas.



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