Um avião voa numa trajetória retilínea e horizontal próximo à superfície da Terra. No interior da aeronave…

Questão

Um avião voa numa trajetória retilínea e horizontal próximo à superfície da Terra. No interior da aeronave, uma maleta está apoiada no chão. O coeficiente de atrito estático entre a maleta e o chão do avião é µ e a aceleração da gravidade no local do voo é g. Considerando esta situação, analise as seguintes afirmativas: 1. Se a maleta não se mover em relação ao chão do avião, então um passageiro pode concluir corretamente, sem acesso a qualquer outra informação, que o avião está se deslocando com velocidade constante em relação ao solo. 2. Se o avião for acelerado com uma aceleração superior a µg, então o passageiro verá a maleta se mover para trás do avião, enquanto um observador externo ao avião, em repouso em relação à superfície da Terra, verá a maleta se mover no mesmo sentido em que o avião se desloca. 3. Para um mesmo valor da aceleração da aeronave em relação à Terra, com módulo maior que µg, maletas feitas de mesmo material e mesmo tamanho, mas com massas diferentes, escorregarão no interior do avião com o mesmo valor da aceleração em relação ao chão da aeronave. Assinale a alternativa correta. (UFPR 2014)

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

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Na afirmativa 1, a maleta parada em relação ao chão do avião não implica velocidade constante. O atrito estático pode fornecer até µmg, de modo que a maleta acompanha o avião enquanto a aceleração for de módulo até µg. Logo, o passageiro não pode concluir isso sem outras informações, e a afirmativa 1 é falsa.
2. Na afirmativa 2, se a aceleração do avião a é maior que µg, o atrito não consegue acompanhar o avião. Em relação ao avião, a maleta desliza para trás, e o passageiro a vê indo em direção à cauda. Para o observador no solo, a maleta acelera para frente com µg, que é menor que a, então ela ainda se desloca no mesmo sentido do avião. A afirmativa 2 é verdadeira.
3. Na afirmativa 3, quando a maleta escorrega, a força de atrito vale µmg e a força resultante sobre ela vale m·a − µmg. Assim, a aceleração da maleta em relação ao solo é µg, e a aceleração relativa ao avião é a − µg. Essa grandeza não depende de m, pois as massas se cancelam. Como o material e o tamanho são iguais, o coeficiente µ também é igual. A afirmativa 3 é verdadeira.
4. Conclusão: apenas as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras, o que corresponde à alternativa D, em concordância com o gabarito oficial. A alternativa A falha porque a afirmativa 1 é falsa. A alternativa B falha porque a afirmativa 2 também é verdadeira. A alternativa C falha porque a afirmativa 1 é falsa.

💡 Dica: Analise as forças e acelerações relativas para cada afirmativa.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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