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Na linguagem utilizada pelos profissionais do setor aeronáuti- co, considera-se que sobre uma aeronave em voo atuam qua- tro forças: sustentação (S), arrasto (R), peso (P) e tração do motor (T). Na figura estão ilustrados os vetores que represen- tam essas quatro forças para uma aeronave em procedimento de descida com velocidade constante em relação ao solo. (Revista Física na Escola, v.7, n.2, 2006. Adaptado.) Com base nessas informações, a força resultante sobre a aeronave mostrada na figura tem

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Alternativa (A) - intensidade nula.
Esta questão aborda um princípio fundamental da Física, especificamente das Leis de Newton, aplicado ao movimento de uma aeronave. A compreensão das forças que atuam sobre um corpo e sua relação com o estado de movimento é essencial para analisar situações como a descrita, que envolve uma aeronave em voo. O conceito de força resultante é crucial para determinar se um objeto está em equilíbrio estático ou dinâmico.
As Leis de Newton são a base para a compreensão da dinâmica do movimento. A Primeira Lei de Newton, também conhecida como Lei da Inércia, estabelece que um corpo em repouso permanece em repouso e um corpo em movimento retilíneo uniforme (velocidade constante) permanece em movimento retilíneo uniforme, a menos que uma força externa atue sobre ele. A Segunda Lei de Newton quantifica essa relação, afirmando que a força resultante (F_resultante) que atua sobre um objeto é igual ao produto de sua massa (m) pela sua aceleração (a): F_resultante = m × a.
No contexto da questão, é informado que a aeronave está em um "procedimento de descida com velocidade constante em relação ao solo". O termo "velocidade constante" é de extrema importância. Em Física, "velocidade constante" significa que tanto a magnitude (rapidez) quanto a direção do movimento são inalteradas. Quando a velocidade de um objeto é constante, sua aceleração é, por definição, nula (a = 0).
Aplicando a Segunda Lei de Newton (F_resultante = m × a), se a aceleração (a) é zero, então a força resultante (F_resultante) sobre a aeronave também deve ser zero. Isso significa que o somatório vetorial de todas as forças que atuam sobre a aeronave (sustentação, arrasto, peso e tração do motor) é nulo. A aeronave está em equilíbrio dinâmico.
Vamos analisar cada alternativa com base nos princípios discutidos:
| Alternativa | Análise | | :-------------------------- | :------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | | (A) intensidade nula. | CORRETA. Se a aeronave está em movimento com velocidade constante, sua aceleração é zero (a = 0). Pela Segunda Lei de Newton (F_resultante = m × a), se a = 0, então a força resultante também é zero (F_resultante = 0). Isso significa que as quatro forças atuantes (sustentação, arrasto, peso e tração) se cancelam vetorialmente, resultando em um equilíbrio dinâmico. | | (B) a direção da força de sustentação. | INCORRETA. Se a força resultante tivesse uma direção específica (como a da força de sustentação) e intensidade diferente de zero, a aeronave estaria acelerando nessa direção, o que contradiz a informação de que a velocidade é constante. | | (C) direção horizontal. | INCORRETA. Semelhante à alternativa (B). Uma força resultante na direção horizontal causaria uma aceleração horizontal, o que não é consistente com o movimento de velocidade constante. | | (D) intensidade que depende da velocidade de descida. | INCORRETA. As magnitudes das forças individuais (S, R, T, P) podem, de fato, depender da velocidade (por exemplo, a sustentação e o arrasto aumentam com a velocidade). No entanto, a força resultante sobre a aeronave, se a velocidade for constante, deve ser nula, independentemente do valor específico dessa velocidade constante. A questão pergunta sobre a força resultante, não sobre as forças individuais. | | (E) a direção da força de tração. | INCORRETA. Semelhante às alternativas (B) e (C). Uma força resultante na direção da tração implicaria em aceleração, o que contradiz a condição de velocidade constante. |
A condição de "velocidade constante" é o ponto-chave para resolver esta questão. De acordo com as Leis de Newton, um objeto que se move com velocidade constante (ou seja, aceleração nula) necessariamente está sob a ação de uma força resultante com intensidade nula. Isso implica que todas as forças que atuam sobre a aeronave (sustentação, arrasto, peso e tração) se equilibram perfeitamente, garantindo seu movimento retilíneo uniforme durante a descida.
Alternativa (A).