::: SENTINDO A INÉRCIA NA PRÓPRIA PELE :::

Quem já viajou em pé dentro de um ônibus(1) sentiu na pele o efeito da Inércia que é bastante peceptível quando há aceleração(2) do veículo, ou seja, quando este altera a sua velocidade vetorial, no valor e/ou na direção.

Quando o ônibus está parado ou mantém uma velocidade constante e não nula, ou seja, não acelera, podemos até soltar as mãos. Mesmo em pé sobre o piso do veículo, não teremos nenhum problema de queda. Não fosse uma ligeira trepidação (e a paisagem que passa pela janela quando há movimento), talvez até fosse possível esquecer de que o ônibus se move.

Já nos casos em que há aceleração a coisa é bem diferente:

  • Caso 1 - Numa arrancada mais forte para frente, para o veículo ganhar velocidade, nosso corpo parece ser empurrado para trás e, se nos descuidarmos, podemos cair;
  • Caso 2 - Numa freada mais brusca, para diminuir a velocidade do ônibus, sentimos o nosso corpo ir para frente. Também podemos cair;
  • Caso 3 - Numa curva para a direita, com aceleração lateral para a direita, corremos o risco de cair para a esquerda;
  • Caso 4 - Numa curva para a esquerda, com aceleração lateral para a esquerda, há risco de queda para a direita;

Em todos estes casos o ônibus sofre algum tipo de aceleração, ou seja, tem a sua velocidade vetorial mudando de intensidade e/ou direção. Se não segurarmos firme numa parte fixa do veículo, para aceleramos de forma solidária a ele, realmente podemos cair. Logo, temos a nítida sensação de que fomos empurrados, ou seja, de que sofremos uma força para trás (caso 1), para frente (caso 2), para a esquerda ou para a direita (casos 3 e 4). 

Só que o conceito físico correto de força prevê sempre a existência de dois corpos interagindo, ou seja, um corpo que faz e outro que recebe a força. Dentro do ônibus, em qualquer uma das quatro situações descritas acima, podemos procurar e não vamos encontrar quem fez a força, quem de fato puxou ou empurrou o passageiro! E não vamos encontrar justamente porque não há força alguma que faça isso!

É aí que entra a idéia de Inércia:

Inércia  é a tendência que todo corpo tem de:
I) Continuar em repouso se já estiver em repouso.
II) Continuar em movimento retilíneo e uniforme
(2) se já estiver se movendo.

Usando o conceito de Inércia, podemos reinterpretar de forma fisicamente correta aquilo que parece ser uma força que tenta nos derrubar dentro do ônibus acelerado. 

Neste raciocínio, você leitor será o observador 1 que vê tudo de fora do ônibus, num referencial fixo na Terra. Como mostra a figura acima, um passageiro sentado será o observador 2, num referencial fixo no ônibus e que realiza sempre o mesmo movimento do veículo. Há ainda um outro passageiro em pé e que não está segurando em nada.

  • Caso 1 - Aceleração para frente: o ônibus inicialmente parado (t = 0s) dá uma arrancada forte. 

    Quando o ônibus arranca (t = 0s), o homem em pé sente-se jogado para trás. O observador 2, sentado dentro do ônibus, acelerou junto com o veículo e vê o homem em pé vindo em sua direção (t = 1s), como se tivesse sido empurrado para trás. Para os dois, no referencial do ônibus, parece que houve um empurrão para trás.
    Mas você leitor, observador 1, de fora do ônibus, percebe que na verdade o homem em pé não saiu do lugar (note que a posição dele em relação à Terra, marcada pela tarja verde, não mudou!).
    O que houve então? Simples: por Inércia, o homem em pé, que estava em repouso, tende a continuar parado em relação à Terra. Como não está segurando em nenhuma parte do ônibus, este arranca e começa a se mover enquanto o homem permanece parado em relação à Terra. Entendeu?
  • Caso 2 - Numa freada mais brusca: o ônibus em movimento (t = 0s) breca seco entre t = 0s e t = 2s.

    Agora o homem em pé sente-se jogado para frente. O observador 2 "confirma" esta idéia pois vê o homem em pé afastar-se dele e indo em direção à parte dianteira do veículo. Os dois vêem força onde não tem.
    Você, observador 1, percebe que o homem em pé já estava em movimento junto com o ônibus. Por Inércia, quando o ônibus brecou, o homem em pé permaneceu em MRU, ou seja, manteve as mesmas posições (tarja verde) em relação à Terra nas quais estaria se o veículo não tivesse brecado. Mais uma vez temos Inércia e não força!
  • Casos 3 e 4 - Numa curva, para a direita (ou para esquerda). 
     
    A figura mostra agora a situação vista por cima por você, observador 1 (fixo na Terra). Note que o ônibus vira para a direita, ou seja, acelera lateralmente, mas o passageiro em pé "passa reto", realizando a mesma trajetória A que teria se o ônibus mantivesse MRU. Por Inércia, o passageiro em pé tende a continuar em MRU. Para o observador 2, que realiza a trajetória B enquanto o ônibus vira para a direita, o homem em pé caiu para a esquerda pois aproximou-se da lateral esquerda do veículo. Mais uma vez, quem está dentro do ônibus "vê" uma força que, de fato, não existe. De novo a explicação correta está na Inércia!

:: Conclusão: esta força que não existe é chamada de força fictícia(4) é só é "sentida" no referencial acelerado(5). Na verdade não há força alguma, é tudo Inércia!  Entendido?


(1) O efeito da Inércia pode ser percebido dentro de qualquer veículo e não somente dentro de um ônibus. Mas escolhi este exemplo pois seu efeito é bastante contundente, não há como negá-lo.
(2) Aceleração é a grandeza física associada à variação da velocidade no tempo. Ela pode ser tangencial aT (quando a velocidade muda de valor) ou radial, também chamada de centripeta aC (quando a velocidade muda de direção).
(3) MRU - Movimento Retilíneo e Uniforme é todo movimento cuja trajetória é uma reta, o que garante não haver aceleração lateral (ou centrípeta) e a velocidade escalar tem valor constante, o que garante não haver aceleração tangencial.
(4) Força fictícia é o nome tecnicamente correto desta "força" que não é uma interação de fato e só aparece em certos referenciais como efeito secundário da aceleração relativa à Terra.
(5) Referencial acelerado ou não-inercial.





Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 19h26





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  ::: OUTRO APAGÃO? :::

UOL Esporte

Só Robinho marcou pelo Brasil até agora

Depois do apagão no governo FHC, em que faltou energia elétrica, e do "apagão aéreo" do atual governo Lula, onde falta controle no tráfego aéreo, agora temos o apagão do futebol, onde falta energia, controle, e principalmente ... futebol! Ainda bem que a seleção da Argentina só cruza o caminho brasileiro numa possível final. Vamos empurrando o sofrimento com a barriga... 

Hoje, depois da vitória magrinha da seleção brasileira por 1 X 0 num pênalti sofrido por Robinho e também cobrado por ele, lembrei-me de que em novembro de 2004 o Brasil enfrentou o Equador em Quito, numa altitude de quase 3.000 m acima do nível do mar. Foi um jogo das eliminatóiras da Copa do Mundo da Alemanha. Na ocasião o placar foi invertido, 1 X 0 para o Equador. Também faltou futebol na seleção do Brasil. E a desculpa foi jogar na altitude, com menos oxigênio para os jogadores não adaptados com a atmosfera "rarefeita". Discuti essa questão física num post

Hoje não tem explicação (ou desculpa) física. Foi falta de bola no pé mesmo! Sem texto nem futebol novo, indico leituras antigas.


:: Upgrade [7/7/2007 ~ 23h50min]

O Brasil venceu o Chile hoje por 6 X 1. O Chile é freguês e nesta mesma competição já havia perdido para o Brasil por 3 X 0, três gols de Robinho. Mas tudo bem. Já que o Chile era galinha morta nesta partida, pelo menos o Brasil goleou e mostrou um futebol mais ágil e mais alegre. Quem sabe agora vai. Vamos ver...


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Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 23h01





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Dulcidio Braz Jr
Físico/Professor, 49 anos

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