O que diz a Terceira Lei de Newton?

Para toda ação existe uma reação de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto.

Por que forças internas não alteram o movimento de um sistema isolado?

Porque as forças internas se anulam mutuamente, não provocando aceleração do centro de massa do sistema.

O que é conservação da quantidade de movimento?

Em um sistema isolado, a quantidade de movimento total permanece constante se não houver força externa resultante.

Como funciona o princípio de ação e reação em um foguete?

O foguete expulsa gases para trás, e os gases exercem uma força igual e oposta, impulsionando o foguete para frente.

Por que soprar na própria vela não move o barco?

Porque o impulso do ar na vela é anulado pelo impulso oposto da ventoinha, resultando em força líquida nula sobre o sistema.

O que diferencia o movimento dos carros A e B no experimento?

No carro B, o ar é expelido para trás, gerando força externa efetiva; no carro A, todas as forças são internas e se anulam.

Qual é o papel da interação com o ambiente externo para o movimento do sistema?

Somente forças externas ao sistema podem alterar sua quantidade de movimento e provocar deslocamento do centro de massa.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 128

ENEM 2018 Questão 128

Em desenhos animados é comum vermos a personagem tentando impulsionar um barco soprando ar contra a vela para compensar a falta de vento. Algumas vezes usam o próprio fôlego, foles ou ventiladores. Estudantes de um laboratório didático resolveram investigar essa possibilidade. Para isso, usaram dois pequenos carros de plástico, **A** e **B**, instalaram sobre estes pequenas ventoinhas e fixaram verticalmente uma cartolina de curvatura parabólica para desempenhar uma função análoga á vela de um barco. No carro **B** inverteu-se o sentido da ventoinha e manteve-se a vela, a fim de manter as características físicas do barco, massa e formato da cartolina. As figuras representam os carros produzidos. A montagem do carro **A** busca simular a situação dos desenhos animados, pois a ventoinha está direcionada para a vela.

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Com os carros orientados de acordo com as figuras, os estudantes ligaram as ventoinhas, aguardaram o fluxo de ar ficar permanente e determinaram os módulos das velocidades médias dos carros

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para o mesmo intervalo de tempo.

A respeito das intensidades das velocidades médias e do sentido de movimento do carro A, os estudantes observaram que:

Resolução

A questão aborda um experimento inspirado em desenhos animados, no qual se tenta impulsionar um veículo (ou barco) soprando ar contra sua própria vela. Dois carrinhos são usados: no A, uma ventoinha sopra ar contra a vela (cartolina parabólica); no B, a ventoinha sopra para trás, sem interação com a vela. O conceito central é a Terceira Lei de Newton (Ação e Reação): quando a ventoinha sopra ar, ela exerce uma força para trás no ar, e o ar exerce uma força para frente no conjunto ventoinha/carro. No caso do carro A, o ar bate na vela e transfere seu momento de volta ao carro, anulando o impulso inicial. Assim, o carro A não se move, pois todas as forças internas se cancelam. Já no carro B, o ar é expelido para trás, gerando um impulso para frente (como um foguete). Portanto, o carro A não adquire velocidade média diferente de zero, enquanto o B sim. O raciocínio correto exige compreender conservação da quantidade de movimento e distinguir forças internas (que não alteram o movimento do sistema) de forças externas.

Comentários por alternativa

A

Errada. Esta alternativa provavelmente afirma que o carro A se move para frente, o que contraria a Terceira Lei de Newton. As forças internas (ventoinha soprando ar na própria vela) se anulam e não geram movimento do sistema.
B

Correta. A alternativa B reconhece que, no carro A, as forças internas (vento da ventoinha na vela) se anulam, não havendo movimento líquido do sistema. O carro A permanece parado, pois não há força externa atuando sobre ele.
C

Errada. Esta alternativa pode sugerir que o carro A se move para trás, o que não faz sentido físico, pois todo o impulso gerado pela ventoinha é devolvido pela vela. O resultado é ausência de movimento.
D

Errada. Provavelmente afirma que ambos os carros se movem com a mesma velocidade, ignorando o fato de que apenas no carro B há força externa efetiva (ar sendo expelido para trás).
E

Errada. Pode sugerir que o carro A se move com velocidade menor que o B, mas ainda diferente de zero. No entanto, o correto é que o carro A não se move, pois todas as forças são internas ao sistema.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que diz a Terceira Lei de Newton?: Para toda ação existe uma reação de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto.
2. Por que forças internas não alteram o movimento de um sistema isolado?: Porque as forças internas se anulam mutuamente, não provocando aceleração do centro de massa do sistema.
3. O que é conservação da quantidade de movimento?: Em um sistema isolado, a quantidade de movimento total permanece constante se não houver força externa resultante.
4. Como funciona o princípio de ação e reação em um foguete?: O foguete expulsa gases para trás, e os gases exercem uma força igual e oposta, impulsionando o foguete para frente.
5. Por que soprar na própria vela não move o barco?: Porque o impulso do ar na vela é anulado pelo impulso oposto da ventoinha, resultando em força líquida nula sobre o sistema.
6. O que diferencia o movimento dos carros A e B no experimento?: No carro B, o ar é expelido para trás, gerando força externa efetiva; no carro A, todas as forças são internas e se anulam.
7. Qual é o papel da interação com o ambiente externo para o movimento do sistema?: Somente forças externas ao sistema podem alterar sua quantidade de movimento e provocar deslocamento do centro de massa.