Suponha uma máquina de lavar e centrifugar roupa com cuba interna cilíndrica que gira em torno de um eixo…

Questão

Suponha uma máquina de lavar e centrifugar roupa com cuba interna cilíndrica que gira em torno de um eixo vertical. Um observador externo à máquina, cujo referencial está fixo ao solo, acompanha o processo pelo visor da tampa e vê a roupa “grudada” em um ponto da cuba interna, que gira com velocidade angular constante. Se estivesse no interior da máquina, situado sobre a peça de roupa sendo centrifugada, o observador veria essa peça em repouso. De acordo com a mecânica, para aplicar a segunda Lei de Newton ao movimento da roupa no processo de centrifugação, cada observador deve inicialmente identificar o conjunto de forças que atua sobre ela. Com base no texto acima e nos conceitos da Física, considere as seguintes afirmativas: 1. O observador externo à máquina deverá considerar a força peso da roupa, apontada verticalmente para baixo, a força de atrito entre a roupa e a cuba, apontada verticalmente para cima, e a força normal exercida pela cuba sobre a roupa, apontada para o eixo da cuba, denominada de força centrípeta. 2. Um observador que estivesse situado sobre a peça de roupa sendo centrifugada deveria considerar a força peso da roupa, apontada verticalmente para baixo, a força de atrito entre a roupa e a cuba, apontada verticalmente para cima, a força normal exercida pela cuba sobre a roupa, apontada para o eixo da cuba, e também uma outra força exercida pela roupa sobre a cuba, apontada para fora desta, denominada de força centrífuga, necessária para explicar o repouso da roupa. 3. O referencial fixo ao solo, utilizado pelo observador externo à máquina, é chamado de não-inercial, e o referencial utilizado pelo observador postado sobre a roupa sendo centrifugada é denominado de inercial. Assinale a alternativa correta. (UFPR 2009)

1. A) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
2. B) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
3. C) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
4. D) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Resolvi a questão analisando cada afirmativa a partir do referencial de cada observador. O observador fixo ao solo é inercial, pois não acelera. Na roupa, a força peso é equilibrada pelo atrito estático vertical para cima, e a força normal da cuba aponta para o eixo e fornece a força centrípeta, que é a resultante responsável por manter a roupa em movimento circular.
2. Afirmativa 1 é verdadeira. Para o observador externo, as forças reais são peso (para baixo), atrito (para cima) e normal (dirigida ao eixo, que faz o papel de resultante centrípeta). Não há força centrífuga real neste referencial.
3. Afirmativa 2 é falsa. A força centrífuga é uma força fictícia (pseudoforça) que aparece apenas no referencial não inercial da roupa, para explicar seu repouso aparente. Ela não é exercida pela roupa sobre a cuba, pois não existe par ação-reação para ela, e não aponta para fora da cuba como força real. Além disso, a afirmação mistura uma pseudoforça com uma força de interação entre corpos.
4. Afirmativa 3 é falsa. O referencial fixo ao solo é inercial, e o referencial da roupa girando com a cuba é não inercial, pois possui aceleração centrípeta. A afirmação inverte os nomes.
5. Conclusão: apenas a afirmativa 1 é verdadeira, o que corresponde à alternativa A, coincidindo com o gabarito oficial.
6. Por que as outras alternativas estão erradas: B exige que a afirmativa 2 seja verdadeira, o que não ocorre; C exige que a afirmativa 3 seja verdadeira, o que é uma inversão de conceitos; D exige que as afirmativas 1 e 2 sejam verdadeiras, mas a afirmativa 2 é falsa.

💡 Dica: Analise os referenciais e as forças envolvidas em cada observador.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Um avião voa numa trajetória retilínea e horizontal próximo à superfície da Terra. No interior da aeronave, uma maleta…
• Na Física, objetos inanimados se comunicam. Uma forma de comunicação que um corpo pode estabelecer com outro é a força…
• A figura abaixo mostra um sistema utilizado em laboratórios de física para se demonstrar a aplicação das leis de Newton…
• Dois satélites, denominados de S_A e S_B, estão orbitando um planeta P. Os dois satélites são esféricos e possuem…
• Considere um edifício em construção, constituído pelo andar térreo e mais dez andares. Um servente de pedreiro deixou…
• A maçã, alimento tão apreciado, faz parte de uma famosa lenda ligada à biografia de Sir Isaac Newton. Ele, já tendo em…