Um cavaleiro está correndo com um cavalo a uma boa velocidade…?

1 de fevereiro, 2013 às 23:20 | Postado em Mecânica

… o cavalo então para inesperadamente e o cara é arremessado para frente. Porque isso acontece e qual lei é usada?

Detalhes Adicionais “a inércia do cavalo era maior que a inércia do cavaleiro?”

Pergunta originalmente feita em http://br.answers.yahoo.com/question/

Esta é uma questão polêmica, a começar pelo seu enunciado e depois pela resposta possivelmente pretendida pelo idealizador da pergunta.

O enunciado é problemático pois “o cara é arremessado para frente” no sistema de referência do cavalo. Ou seja, no sistema de referência do cavalo, se o cavalo estancar rapidamente sua corrida em relação à Terra e o cavaleiro não estiver bem preso à sela, ele perderá o contato com a sela. IMPORTANTE: tal “arremesso para frente” somente ocorre em relação ao cavalo!

No sistema de referência da Terra a situação merece ser analisada com cuidado. Dado que o cavaleiro está vinculado, seja por atrito, seja por se prender com as mãos à sela, ele sofrerá uma força por parte do sistema cavalo sela em sentido oposto ao da velocidade do cavaleiro, no sistema de referência da Terra, no momento que se inicia o estancamento do cavalo. Tal força reduzirá a velocidade do cavaleiro mas a redução será menor do que a redução da velocidade do cavalo, levando a que o cavaleiro possa até perder o contato com a sela e o cavalo (conforme sugere a questão quando fala em arremesso).

Portanto, de fato a resposta a esta questão é mmmmuuuiiiitttoooo mais complexa do que parece à primeira vista e, rigorosamente está relacionada à SEGUNDA LEI DE NEWTON e não à Primeira Lei de Newton (PLN). A PLN trata da situação na qual, em um sistema de referência inercial, a soma de todas as forças sobre o corpo é nula; neste caso o corpo continua com velocidade constante. Obviamente o cavaleiro NÃO continuará com velocidade constante, seja porque enquanto está em contato com a sela sofre forças realizadas pela sela e pela Terra ou, depois, quando perde o contato com a sela, continua sofrendo força por parte da Terra e também do ar através do qual ele se movimenta.

Quanto ao detalhe adicional “a inércia do cavalo era maior que a inércia do cavaleiro?”, ele é completamente irrelevante para a resposta mas a resposta a ele é que muito possivelmente a inércia do cavaleiro (massa do cavaleiro) é menor do que a inércia do cavalo (massa do cavalo).

Ou seja, a resposta a esta questão NÃO É a resposta simplória, tantas vezes encontradas em livros texto de Física, aliás, já enunciada por alguns respondentes da questão: Primeira Lei de Newton.

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Comentários no Facebook

Olavo Ludwig – Professor, eu não vejo tanto problema assim na simplificação da análise do problema real para se falar na inércia e primeira lei de Newton, tendo em vista duas coisas: qualquer problema real sempre será simplificado em algum nível para poder ser explicado, e no caso específico até a maioria dos alunos internalizarem a idéia de inércia e compreenderem que a pedra continuou um pouco mais devido sua inércia e não porque tem uma força misteriosa puxando ela pra frente depois que o caminhão pára, leva um tempo, não é assim tão natural.
Se percebe isso muito facilmente, quando se leciona no ensino médio, quando se começa a trabalhar o conceito de força resultante, fazer um simples diagrama de forças num corpo qualquer é muito complexo para muitos, digo incrivelmente muitos alunos do ensino médio.

Fernando Lang da Silveira – Disseste bem Olavo Ludwig! Somente idealizando, desprezando outras ações é que conseguimos encaixar esta situação na Primeira Lei. Se em um  primeiro momento damos esta explicação, deveríamos mais tarde rediscutir o problema à luz de todas as Leis de Newton. Mas não é isto que acontece!

Bruno Beckerle – Se formos analisar um problema sem realizar as simplificações, não poderemos utilizar praticamente nenhum problema de situação real para exemplificar uma lei ou fenômeno físico. As simplificações são de grande relevância, desde que sempre seja esclarecido que simplificações foram feitas.

Fernando Lang da Silveira – As simplificações e a idealizações levam a que a Física NÃO trata do mundo real mas de um “mundo ideal” do qual o mundo real é uma sombra. Intencionalmente utilizo aqui uma linguagem que “cheira a Platão”. O não reconhecimento disto leva a equívocos terríveis como os que vemos atualmente nas questões do ENEM que exigem “contextualização a qualquer custo”.

Lucas Piras – Caro professor, acredito que a proposta de explicar pela primeira lei de Newton seja uma forma de diferenciar a situação da visão de senso comum que explicaria que a pessoa está sendo empurrada pelo cavalo e que a parada do cavalo faria com que a pessoa parasse imediatamente também, já que deixaria de existir uma força sobre ela (visão de que só há movimento quando há força).

Fernando Lang da Silveira – Concordo!

Gerson Fernandes Gualhianoni – Amigo(a) de Irineu Alfredo Ronconi Jr.
A Física explica. Uns dos exemplos de Carga Perigosa!!!

Alexandre Medeiros – Caro amigo Fernando Lang da Silveira, sabes que sou um admirador de teus posts e de teu conhecimento enciclopédico sobre a Física Clássica e também de tua valorização da Filosofia da Ciência. Por isso sabes bem do valor das IDEALIZAÇÕES na ciência, sem as quais qualquer matematização da realidade seria impossível. Tudo isso é apenas para dizer que concordo com a observação feita pelo Bruno Berckele no tocante aos limites em que podemos exigir ou não a aplicabilidade da Primeira Lei no caso enfocado, dado que simplificações sempre terão de ser feitas na ciência. Se refletires um pouco mais sobre o assunto, acho que concordarás conosco.

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