Forças internas acelerando o centro massa de um sistema?

22 de novembro, 2024 às 19:42 | Postado em Mecânica

Professor Lang, saudações! É possível produzir aceleração com força interna apenas? A situação que me ocorreu é alguém estando numa pista de gelo, atrito desprezível, que tem uma bola presa a uma corda. A pessoa joga a bola para a frente e com isso a bola quando para, impulsiona a pessoa para a frente, certo. Imaginei que por conservação da quantidade de movimento isso ocorra. Mas pensando que a resultante de forças externas é igual à massa vezes a aceleração do centro de massa. Essa aceleração deveria ser zero, portanto o CM deve estar continuar parado, dado que a pessoa estava parada antes. Mas à medida que a pessoa vai se deslocando, juntamente com a bola, ela altera a posição do centro de massa, certo? Qual o erro de raciocínio? Essa situação realmente não é capaz de gerar movimento para uma pessoa? Se sim, por que usar a conservação da quantidade de movimento fica errado? Desde já, obrigado!

Forças internas a um sistema produzem acelerações em partes do sistema mas não aceleram o centro de massa do sistema.

Vejamos agora equívocos no teu raciocínio.

“A pessoa joga a bola para a frente e com isso a bola quando para, impulsiona a pessoa para a frente, certo.” Errado pois a bola impulsiona a pessoa para trás enquanto  ela própria é impulsionada para frente. A força na bola feita pela pessoa e a força na pessoa feita pela bola são simultâneas, possuem a mesma direção e tem sentidos contrários de acordo com a Terceira Lei de Newton (Princípio da Ação e Reação). Enquanto as partes do sistema (a pessoa e a bola) são aceleradas, o centro de massa do sistema pessoa-bola permanece sem aceleração na direção paralela à pista de gelo já que idealizas a situação supondo atrito inexistente.

Caso não existisse vínculo entre a bola e a pessoa, ambas continuariam em movimento. Mas como imaginas uma corda ligando a bola à pessoa, quando a corda esticar, a bola e a pessoa apresentarão novas acelerações que frearão tanto a bola quanto a pessoa. Se a pessoa puxar a bola para si, poderá recuperar a configuração inicial e durante todo esse processo o centro de massa do sistema bola-pessoa não se desloca na direção paralela à da pista de gelo.

“Docendo discimus,” (Sêneca)