Durante um experimento prático em laboratório, dois estudantes posicionaram-se em patins sobre uma superfície…

Questão

Durante um experimento prático em laboratório, dois estudantes posicionaram-se em patins sobre uma superfície lisa e bem nivelada, um de frente para o outro, segurando uma corda esticada entre si. Após se inclinarem ligeiramente para trás, os estudantes puxaram a corda ao mesmo tempo, movimentando-se até se encontrarem no centro. Os patins e o piso reduzem ao mínimo qualquer atrito com o solo, e não há forças externas atuando de forma relevante durante a movimentação. Com base no experimento descrito, é correto afirmar qual é a trajetória do centro de massa do sistema formado pelos dois estudantes durante a interação.

1. A) O centro de massa do sistema desloca-se em direção ao estudante de menor massa, pois ele se move mais rapidamente ao ser puxado.
2. B) O centro de massa move-se até o ponto onde os estudantes se encontram, permanecendo lá após o término da interação.
3. C) O centro de massa oscila para frente e para trás durante a puxada porque as forças internas atuam alternadamente.
4. D) O centro de massa do sistema mantém trajetória retilínea uniforme, permanecendo no mesmo lugar ao longo do movimento.
5. E) O centro de massa segue uma trajetória curva entre os estudantes enquanto eles puxam a corda e se aproximam.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique o princípio físico envolvido. Como não há forças externas relevantes (o atrito foi reduzido ao mínimo), o sistema formado pelos dois estudantes é isolado. Nesse caso, a quantidade de movimento total do sistema se conserva e, como ela era nula no início (os dois estavam parados), o centro de massa não pode se deslocar.
2. Analise a posição do centro de massa. Ao puxarem a corda, os estudantes se movem em sentidos opostos, com quantidades de movimento de mesmo módulo e sentidos contrários. Assim, a posição do centro de massa permanece fixa durante toda a interação, e os dois se encontram exatamente nesse ponto, que não se altera.
3. Interprete a alternativa correta. A alternativa D afirma que o centro de massa mantém trajetória retilínea uniforme e permanece no mesmo lugar. Embora a expressão 'trajetória retilínea uniforme' seja um pouco estranha para um ponto parado (velocidade nula), ela é a melhor opção, pois o centro de massa não se move, o que caracteriza movimento uniforme com velocidade zero.
4. Por que as outras estão erradas. A: o centro de massa não se desloca em direção a nenhum estudante, pois a posição dele é fixa independentemente das massas. B: o centro de massa não se move até o ponto de encontro; ele já está nesse ponto e permanece nele, sem deslocamento. C: forças internas não alteram o movimento do centro de massa, logo ele não oscila. E: não há trajetória curva, pois o centro de massa não se movimenta de forma alguma.
5. Conclusão: o centro de massa permanece em repouso na mesma posição durante toda a interação, o que corresponde à alternativa D.

💡 Dica: Forças internas não alteram o movimento do centro de massa; com força externa resultante nula, ele permanece em repouso.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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