Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
As gotas abandonam o pneu devido à FORÇA CENTRÍFUGA? Situação e explicação típicas, porém inadequadas. As gotas abandonam o pneu não devido a alguma força centrífuga, mas sim devido à falta de força centrípeta necessária. Em ausência de forças as trajetórias das gotas devem ser - em acordo com a 1ª lei de Newton, e conforme praticamente observadas – lineares. Neste caso, tangentes à curvatura. PSEUDO FORÇA CENTRÍFUGA VERSUS FORÇA CENTRÍPETA Para que um objeto com massa encontre-se em movimento curvilíneo é necessária uma força centrípeta puxando-o para o centro de curvatura da trajetória. Em ausência de força centrípeta os objetos com massa descrevem trajetórias retilíneas. Os objetos abandonam as trajetórias curvas não devido à presença de algum tipo de "força centrífuga" responsável por tirá-los das trajetórias curvilíneas, mas sim porque as forças centrípetas necessárias aos movimentos curvilíneos por algum motivo não se fazem mais presentes. Os carros saem das curvas seguindo trajetórias retilíneas não quando há um aumento do atrito entre o pneu e o solo de forma a prover algum tipo de "força centrífuga" que os façam abandonar as curvas, mas sim quando há perda de atrito entre os pneus e o solo, de forma que a necessária força centrípeta não se faça mais presente. Para um passageiro que esteja fazendo uma curva junto ao veículo que o transporta, certamente é verdade que uma moeda que por ventura caia de sua mão descreverá uma trajetória tal que, conforme visto pelo passageiro, só poderia ser por este explicada corretamente se este admitisse a existência de uma “força centrífuga” atuando sobre a moeda: A moeda acelera-se, no referencial do passageiro, em direção oposta à do centro da curva que este descreve. Tal inferência da existência de "força centrífuga" baseia-se nas aplicações intuitivas, por parte do passageiro, das leis de Newton: Se o objeto acelera para o lado, deve haver força atuando sobre o mesmo. Contudo tal inferência falha, visto que as leis de Newton aplicam-se de forma correta apenas à descrição do que ocorre conforme observado por referenciais inerciais, e o passageiro em tal situação não configura de modo algum um referencial inercial - um referencial onde a 1ª lei de Newton é empericamente válida. Observando-se a situação de um referencial externo (agora inercial) vê-se que sobre o veículo, o passageiro e a moeda em sua mão atuam forças centrípetas, de forma que estes descrevem trajetórias circulares, e que é a interação entre a mão do passageiro e a moeda a responsável pela força centrípeta atuando sobre a moeda. Ao cair da mão do passageiro não há mais força centrípeta sobre a moeda, e esta segue trajetória horizontal retilínea, afastando-se por tal do passageiro, que continua a descrever sua trajetória curva. Embora seja verdade que o passageiro infira a existência de uma força atuando sobre a moeda quando solta, tal força, frente à aplicação correta das leis de Newton, na realidade não existe, havendo em verdade força resultante (real) atuando sobre o passageiro - o que o transforma em um referencial não inercial - e não sobre a moeda. A inexistência real da “força centrífuga” pode ser constatada segundo a 3ª lei de Newton: interação entre 2 entes físicos: p/ cada força atuando em um corpo, existe uma reação de mesmo módulo, mesma direção, mas c/ sentido contrário. Embora p/ muitos referenciais a existência de uma “força centrífuga” pareça certa, nunca é possível identificar 2 objetos em interação responsáveis pela existência de tal par de forças: a centrífuga, e sua reação. A Formiga, o Disco de Vinil e o Grão de Areia Exemplo válido à compreensão das pseudoforças é imaginar-se como uma formiga sobre um disco de vitrola - junto ao centro deste - a observar um grão de areia também sobre o disco junto à borda deste. Imagine-se junto ao centro da vitrola, girando com o disco e olhando fixamente o grão de areia, que encontra-se, até então, parado à sua frente. Aumentando-se a velocidade de rotação até que o grão de areia escape do disco. No momento em que este escapar você o verá acelerar-se na direção radial, aumentando a velocidade com que se afasta de você na direção de sua linha de visada de forma a sair do repouso. Situando-se agora, como um observador externo - agora um referencial inercial - a olhar a vitrola, a formiga e o grão de areia sobre o disco, e a ocorrência do mesmo fenômeno descrito, ver-se-á a real situação: o movimento horizontal do grão de areia - tangente à circunferência do disco - se dá em linha reta com velocidade constante após este abandonar o disco, e por tal não há força real alguma atuando sobre o referido grão (1ª lei de Newton). A formiga tem a sua linha de visada “girada” à medida que o tempo passa, pois esta roda junto com o disco, e esta linha, inicialmente sobre o grão, não mais condiz c/ a posição do mesmo à medida que o tempo passa. Tal efeito gera, para a formiga, a sensação de que há forças atuando no grão, quando realmente não há. - Isto devido à ação da (para você existente) “força centrífuga”, que aponta em direção radial p/ fora: uma vez que o grão perde contato com o disco não há mais a força de atrito que oponha-se à ação da “força centrífuga” de forma a manter o grão estático em seu referencial. À medida que a partícula - agora móvel - se desloca no seu referencial, a “força centrífuga” permanece sempre na direção radial, ou seja, paralela à direção que localiza o grão em relação ao centro de rotação, contudo você irá agora também perceber a existência de um segunda força, a “Força de Coriolis”, que manter-se-á sempre perpendicular à velocidade da partícula conforme percebida por você e também ao eixo de rotação que passa pelo centro do disco.
Compartilhar