Dúvida teórica sobre questão resolvida

por Iuri Braz de Oliveira Seg 02 Jan 2012, 22:53

Eu comecei estudar Dinâmica pela primeira vez e tenho muitas dúvidas Mad

:

. Aos poucos, eu vou postando as dúvidas. Vamos às primeiras dúvidas que surgiram: eu fiquei com algumas dúvidas depois de ver um exercício resolvido do livro. Aí está a questão(tudo o que está entre as aspas faz parte dela):

"Um ponto material de massa m e peso P está suspenso por um fio de massa desprezível ao teto de um vagão hermeticamente fechado (figura a). O vagão parte uniformemente acelerado em relação a um observador em repouso no interior do trem, até atingir o ângulo de 35º em relação à vertical (figura b). Adote g = 10 m/s² (tg 35º = 0,7). determine a aceleração do trem para um observador exterior em repouso na Terra.

Dúvida teórica sobre questão resolvida 945457

Solução:

Considerando que as leis de Newton são válidas em relação a um referencial inercial, interpretaremos o fenômeno em relação ao observador na Terra, pois esta é praticamente um referencial inercial. Em relação ao observador exterior em repouso na Terra, atuam no ponto material as forças peso P e tração T(figura c). A resultante Fr produz no ponto material a mesma aceleração a do trem (figura d). no triângulo sombreado, temos:

Dúvida teórica sobre questão resolvida M311

tg 35º = Fr/P
Fr = P. tg 35°
Fr = mg.tg 35°
Sendo Fr = ma, vem:
ma = mg.tg 35º
a = g.tg 35°
a = 10.0,7
a = 7 m/s²
Resposta: A aceleração do trem em relação ao observador exterior em repouso na Terra é 7 m/s².
Observação:

Dúvida teórica sobre questão resolvida R994

Dúvida teórica sobre questão resolvida R994

Ao atingir o ângulo de 35º o ponto material permanece em repouso em relação ao observador no interior do trem. Este interpreta o fato considerado, além de P e T, uma outra força f agindo no ponto material no sentido indicado (figura e). Essa força é chamada força de inércia. Forças de inércia são consideradas em relação a referenciais acelerados em relação à Terra, denominados referenciais não-inerciais, como é o caso do trem. O princípio da ação e reação não se aplica às forças de inércia."

Eu entendi a parte dos cálculos, minhas dúvidas são teóricas:
. As forças P e T atuam no ponto material em relação aos observadores exterior e interior. Por que o observador interno além das forças P e T, vê atuar a força f?
. O fato de o ponto material permanecer em repouso em relação ao observador interno, significam que ambos se movimentam de modo que a distância entre eles permanece constante, havendo repouso de um em relação ao outro? Ou o pêndulo permanece em repouso porque as forças Fr e f se anulam?

por **Euclides** Seg 02 Jan 2012, 23:11

As forças P e T atuam no ponto material em relação aos observadores exterior e interior. Por que o observador interno além das forças P e T, vê atuar a força f?

O observador externo, que vê o trem acelerando, sabe que a bolinha resiste ao movimento por inércia e que as componentes de peso e tração devem fornecer a resultante que vai acelerá-la. Para ele a resultante tem de ter o mesmo sentido do movimento do trem.

O observador interno vê a bolinha afastar-se da vertical enquanto ele mesmo se mantém em repouso em relação a tudo no vagão. Sua conclusão é que foi necessária uma força para afastá-la da vertical. Para ele a resultante tem de ser nula.

O fato de o ponto material permanecer em repouso em relação ao observador interno, significam que ambos se movimentam de modo que a distância entre eles permanece constante, havendo repouso de um em relação ao outro? Ou o pêndulo permanece em repouso porque as forças Fr e f se anulam?

Se dois corpos estão em repouso relativo, será porque sua velocidade relativa é zero, ou seja, suas velocidades em relação a um referencial inercial serão iguais (zero ou um valor qualquer).

Vagão, homem e pêndulo têm a mesma velocidade, logo repouso relativo.