Questão de Física - PUC-RIO 2000 - Uma locomotiva puxa uma série de vagões, a partir do repouso. Qual é a análise correta da situação?

PUC-RIO 2000 - Uma locomotiva puxa uma série de vagões, a partir do repouso. Qual é a análise correta da situação?

(A) A locomotiva pode mover o trem somente se for mais pesada do que os vagões.

(B) A força que a locomotiva exerce nos vagões é tão intensa quanto a que os vagões exercem na locomotiva; no entanto, a força de atrito na locomotiva é grande e é para frente, enquanto que a que ocorre nos vagões é pequena e para trás.

(C) O trem se move porque a locomotiva dá um rápido puxão nos vagões, e, momentaneamente, esta força é maior do que a que os vagões exercem na locomotiva.

(D) O trem se move para frente porque a locomotiva puxa os vagões para frente com uma força maior do que a força com a qual os vagões puxam a locomotiva para trás.

(E) Porque a ação é sempre igual à reação, a locomotiva não consegue puxar os vagões.

RESPOSTA:

Letra B.

De acordo com a terceira lei de Newton, a força que a locomotiva faz nos vagões tem sempre a mesma intensidade que aquela que os vagões exercem sobre a locomotiva. Isto elimina as opções C e D . Por outro lado ,a locomotiva sempre consegue mover o trem, desde que possua combustível suficiente para fazer mover suas rodas; isto elimina as opções A e E. Quando as rodas da locomotiva tendem a mover-se devido à atuação do combustível, empurram o chão para trás com uma força grande, que por sua vez, através do atrito, empurram-nas para frente com mesma intensidade (par ação-reação); a tendência de arrasto das rodas dos vagões em relação ao chão , faz surgir uma força de atrito para trás exercida pelo chão. Este atrito é menor do que o que atua sobre as rodas da locomotiva e assim o conjunto locomotiva-vagões tem resultante de forças externas horizontais de atrito para frente, que os faz moverem-se.